Détection de bandes de nuages sur une naine brune à 6,5 années-lumière d’ici

En utilisant la lumière polarisée (polarimétrie), des astronomes ont détecté des traces de bandes nuageuses dans l’atmosphère d’une naine brune bien au-delà du système solaire. Il s’avère que ces géantes gazeuses ont un aspect similaire à Jupiter, et le même genre de météo débridée.

Image d’entête: représentation artistique de Luhman 16A, la naine brune étudiée ici. (Caltech/R. Hurt (IPAC))

Coincées à mi-chemin entre les planètes et les étoiles, les naines brunes sont des objets énigmatiques. Elles se forment de la même manière que les étoiles, lorsque des poches de gaz et des nuages de poussière s’effondrent sous l’effet de leur propre gravité. Les étoiles finissent par accumuler suffisamment de masse pour créer une pression et une chaleur énormes, ce qui enflamme le noyau avec une fusion nucléaire.

Mais les naines brunes ne vont pas aussi loin. Bien qu’elles finissent par avoir des masses beaucoup plus importantes que Jupiter, jusqu’à 80 fois plus en fait, ce n’est toujours pas suffisant pour qu’elles s’enflamment comme une étoile. Au contraire, elles se retrouvent figées comme une boule de glace.

Illustration comparant les masses des planètes, des naines brunes et des étoiles. (NASA/ JPL-Caltech/ R. Hurt (IPAC))

Une nouvelle étude a montré à quel point les naines brunes peuvent ressembler à Jupiter. Une équipe d’astronomes a utilisé le Very Large Telescope (VLT) au Chili pour rechercher des signes de nuages dans l’atmosphère de Luhman 16A, la naine brune la plus proche de la Terre. Elle fait partie d’un système binaire de naines brunes, situé à une distance de seulement 6,5 années-lumière de la Terre.

L’équipe a étudié l’objet en mesurant la polarisation de la lumière qui en provient. La lumière qui rayonne de sa surface chaude disperse les molécules dans l’atmosphère, la polarisant d’une certaine manière. Les instruments polarimétriques, que l’équipe décrit comme des « lunettes d’astronome », peuvent alors préciser si cette polarisation est uniforme sur tout l’objet, ou si elle est plus forte dans certaines parties que dans d’autres.

Dans ce cas, les signaux étaient plus forts dans certaines parties, indiquant des bandes de nuages s’étendant sur Luhman 16A. Cependant, elle n’a pas révélé combien de bandes étaient présentes. Pour le savoir, les chercheurs ont modélisé différentes bandes de nuages, et celle qui se rapprochait le plus de l’empreinte lumineuse de la naine brune était constituée de deux grandes bandes.

Ce modèle est similaire à celui que nous voyons sur Jupiter. Les modélisations ont également suggéré que ces nuages créeraient des tempêtes là où il pleut des silicates ou de l’ammoniac.

La recherche actuelle servant de preuve de concept, l’équipe affirme que l’étude de la lumière polarisée pourrait nous aider à mieux comprendre les nuages, les atmosphères et, en fin de compte, l’habitabilité des exoplanètes. Cela pourrait être inestimable dans la recherche de la vie extraterrestre.

Selon Maxwell Millar-Blanchaer, auteur principal de l’étude :

La polarimétrie est très sensible aux propriétés des nuages, tant pour les naines brunes que pour les exoplanètes. C’est la première fois qu’elle est vraiment exploitée pour comprendre les propriétés des nuages en dehors du système solaire.

L’étude publiée dans The Astrophysical Journal : Detection of Polarization due to Cloud Bands in the Nearby Luhman 16 Brown Dwarf Binary et présentée sur le site de l’Institut de technologie de Californie (Caltech) : Bands of Clouds Swirl Across Brown Dwarf’s Surface et du Hubble : Astronomers Find Jupiter-like Cloud Bands on Closest Brown Dwarf.