Grâce au télescope spatial James Webb, des astronomes ont mené des études atmosphériques détaillées sur deux naines brunes, révélant la dynamique de gaz tels que l'eau et le méthane. Cette étude améliore notre compréhension de ces corps célestes, en reliant potentiellement les caractéristiques des étoiles à celles des planètes. Crédit : NASA/JPL-Caltech/University of Western Ontario/Stony Brook University
Les astronomes ont utilisé le Télescope spatial James Webb pour créer un rapport météorologique complet pour deux naines brunes situées à environ six années-lumière de la Terre.
Des chercheurs ont créé le rapport météorologique le plus détaillé jamais réalisé pour deux mondes lointains au-delà de notre propre système solaire.
L’étude internationale – la première du genre – révèle les conditions atmosphériques extrêmes qui règnent sur les objets célestes, qui sont enveloppés de nuages tourbillonnants de sable chaud à des températures de 950 °C (1 750 °F).
En utilisant NASAÀ l'aide du puissant télescope spatial James Webb (JWST), les chercheurs ont entrepris de capturer le temps qu'il fait sur une paire de naines brunes, des corps cosmiques plus gros que les planètes mais plus petits que les étoiles.
Ces naines brunes, nommées collectivement WISE 1049AB, sont les objets les plus brillants et les plus proches de leur type de la Terre, à environ six années-lumière.
Les naines brunes, souvent qualifiées d'étoiles ratées, occupent une position intermédiaire intéressante dans le cosmos. Ces objets sont plus gros que les plus grosses planètes, mais n'ont pas assez de masse pour déclencher la fusion d'hydrogène qui alimente les vraies étoiles. Il en résulte un état fascinant, faiblement éclairé, où elles émettent principalement de la lumière infrarouge. Crédit : Issues.fr.com
Techniques avancées de cartographie météorologique
L'équipe a suivi l'atmosphère de chaque naine brune en mesurant les ondes lumineuses émises par leurs surfaces, qui changent à mesure que des régions plus ou moins nuageuses apparaissent et disparaissent de la vue.
En visualisant ces données à travers des courbes de lumière (un graphique montrant comment la luminosité de chaque objet change au fil du temps), l'équipe a pu construire une image 3D détaillée de la façon dont le temps des naines brunes changeait au cours d'une rotation complète ou d'une journée, entre cinq et sept heures.
L’équipe a également pu tracer la manière dont la lumière de chaque objet variait en fonction de la longueur d’onde, afin de démontrer la présence et l’interaction complexe de gaz tels que l’eau, le méthane et le monoxyde de carbone dans leurs atmosphères.
Le télescope spatial James Webb (JWST), le plus puissant jamais construit, est la mission phare de la NASA pour explorer l'univers profond. Fonctionnant dans l'infrarouge, le JWST explore les phénomènes depuis les premières galaxies jusqu'aux atmosphères détaillées des exoplanètes proches. Crédit : Northrup Grumman
Implications pour l'astronomie et la recherche sur les exoplanètes
Ces résultats pourraient aider les astronomes à mieux comprendre les naines brunes comme un chaînon manquant potentiel entre les étoiles et les planètes, promettant ainsi de nouvelles perspectives sur ces deux phénomènes.
En observant la partie infrarouge du spectre lumineux, le JWST est capable d’observer des longueurs d’onde de lumière qui sont bloquées par notre propre atmosphère.
Cette capacité ouvre de nouvelles frontières dans l’étude de l’univers primitif, de la formation des étoiles et des exoplanètes telles que les naines brunes qui se trouvent au-delà de notre système solaire.
Défis et progrès dans les études sur les naines brunes
Cette dernière étude s'appuie sur des études antérieures sur les naines brunes, qui se sont principalement limitées à la capture d'instantanés statiques de leur atmosphère sur un seul côté. Cette approche est limitée, car les naines brunes sont connues pour tourner relativement vite et leur climat peut varier considérablement au fil du temps, expliquent les chercheurs.
Leurs découvertes ouvriront la voie à des études plus détaillées sur les naines brunes et d’autres objets célestes lointains.
L'étude, publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Societya été menée par l'Université d'Édimbourg en collaboration avec des chercheurs du Trinity College de Dublin, de l'Université de Virginie et d'autres instituts du monde entier.
Beth Biller, professeure titulaire de la chaire personnelle de caractérisation des exoplanètes à l’Institut d’astronomie de l’Université d’Édimbourg, a déclaré : « Nos découvertes montrent que nous sommes sur le point de transformer notre compréhension de mondes bien au-delà du nôtre. Des informations comme celles-ci peuvent nous aider à comprendre les conditions non seulement sur les objets célestes comme les naines brunes, mais aussi sur les exoplanètes géantes au-delà de notre système solaire. À terme, les techniques que nous perfectionnons ici pourraient permettre les premières détections météorologiques sur des planètes habitables comme la nôtre, qui gravitent autour d’autres étoiles. »
