Crédit d'image: UofM
Des chercheurs de l'Université du Michigan ont rassemblé des preuves que les étoiles naines brunes ont une vie très similaire aux premiers stades de notre propre Soleil lors de sa formation. Ils ont constaté que la plupart des naines brunes avaient des disques à un million d'années, ce qui est très similaire aux jeunes étoiles du même âge. D'autres observations ont montré qu'elles accumulaient du matériel du disque de la même manière que les étoiles.
Dans les cercles cosmiques, les naines brunes sont en quelque sorte un flop. Trop gros pour être considérés comme de vraies planètes, mais pas assez massifs pour être des étoiles, ces corps célestes flottant librement sont, en fait, parfois appelés étoiles défaillantes. Mais se forment-elles vraiment comme le font les étoiles - à cause de l'effondrement des nuages de gaz - ou leurs origines sont-elles complètement différentes? Une série de publications de l'astronome Ray Jayawardhana de l'Université du Michigan et de ses collaborateurs, y compris un article dans le numéro du 16 janvier de Science, prouve que les naines brunes et les étoiles semblables au soleil naissent à peu près de la même manière. "Ils ont au moins des naissances très similaires, ce qui peut signifier qu'ils ont également des origines très similaires", a déclaré Jayawardhana, professeur adjoint d'astronomie.
Les étoiles se forment dans des nuages froids de gaz et de poussière dans l'espace interstellaire. Des amas denses à l'intérieur de ces nuages se contractent sous leur propre gravité, tournoyant dans le processus et rassemblant les matériaux des environs dans un disque. Finalement, si une protoétoile en croissance accumule suffisamment de masse, son cœur devient suffisamment chaud et dense pour que la fusion nucléaire se produise et la nouvelle étoile commence à briller. Certains scientifiques ont suggéré que les naines brunes se forment de la même manière, mais n’accumulent tout simplement pas assez de masse pour allumer la fusion de l’hydrogène, et les calculs montrent qu’il est au moins théoriquement possible que des objets ayant des masses aussi faibles que celles des naines brunes naissent de cette façon.
Mais d'autres scientifiques ont proposé que les naines brunes soient des runes chassées des portées stellaires. Dans ce scénario, les naines brunes naissent dans plusieurs systèmes stellaires et rivalisent avec leurs frères et sœurs pour la matière du nuage natal. Dans de tels systèmes, l'objet à croissance la plus lente peut être éjecté avant de rassembler suffisamment de matière pour devenir une étoile, suggèrent les simulations informatiques.
Une façon de distinguer les deux possibilités est d'étudier des disques de poussière et de gaz autour de jeunes naines brunes. Si les naines brunes se forment comme les étoiles, elles devraient avoir de grands disques d'accrétion à longue durée de vie comme ceux trouvés autour des jeunes étoiles. Mais s'ils ont été éjectés de plusieurs systèmes stellaires, leurs disques devraient être rasés par les interactions gravitationnelles qui conduisent à l'éjection.
Jayawardhana et ses collègues ont recherché des disques poussiéreux autour de jeunes naines brunes en observant leur émission infrarouge avec le Very Large Telescope (VLT) de 8 mètres de l'Observatoire européen austral au Chili et le télescope Keck I de 10 mètres à Hawaï. Parce que les particules de poussière dans un disque absorbent la lumière et retransmettent l'énergie aux longueurs d'onde infrarouges, une naine brune avec un disque émettra plus de lumière infrarouge qu'une sans disque.
"Nous avons constaté que la majorité des naines brunes sont entourées de disques poussiéreux à environ un million d'années", a déclaré Jayawardhana. "C'est similaire aux jeunes stars du même âge." Bien qu’il ne soit pas possible de déterminer directement la taille des disques, leur présence autour de certaines naines brunes aussi âgées que 10 millions d’années suggère qu’elles ne sont pas réduites au début de leur vie.
D'autres observations spectroscopiques, utilisant les télescopes jumeaux Magellan de 6,5 mètres au Chili (dans lesquels l'Université du Michigan est une institution partenaire) et le télescope Keck I, ont montré que les naines brunes accumulent également le matériel des disques environnants de la même manière que les étoiles? à un rythme plus lent. "Nous détectons des signes révélateurs de gaz s'écoulant du bord intérieur du disque sur la naine brune à des vitesses de plus de cent kilomètres par seconde", a déclaré Jayawardhana. Dans un cas fascinant, les astronomes ont également trouvé des preuves que du matériel jaillissait des pôles d'une naine brune. De tels jets ont été observés chez de jeunes stars du même âge, mais pas jusqu'à présent chez des naines brunes. «Si elle était confirmée, la présence de jets renforcerait davantage le cas de naissances remarquablement similaires pour les naines brunes et les étoiles semblables au soleil», a déclaré Jayawardhana, dont les collaborateurs incluent Subhanjoy Mohanty (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Gibor Basri (Université de Californie , Berkeley), David Barrado y Navascues (Laboratoire d'astrophysique spatiale et de physique fondamentale à Madrid, Espagne), David Ardila (Université Johns Hopkins), Beate Stelzer (Observatoire astronomique de Palerme en Italie), et Karl Haisch, Jr. et Diane Paulson (tous deux à l'Université du Michigan).
"Je ne dirais pas que l'histoire est signée, scellée et livrée", a déclaré Jayawardhana, "mais la prépondérance des preuves penche dans la direction de ces choses qui se forment de la même manière que les étoiles." Et les preuves découvertes jusqu'à présent conduisent à des perspectives encore plus alléchantes. "Maintenant que nous savons que de nombreux jeunes nains bruns sont entourés de disques", a-t-il dit, "je ne peux pas m'empêcher de me demander si des comètes et des astéroïdes? Sinon de petites planètes? Pourraient se former dans ces disques."
Cette recherche a été financée principalement par une subvention de la National Science Foundation.
Source d'origine: communiqué de presse de l'Université du Michigan
