Vue d'artiste d'une naine brune et de son champ magnétique. Le champ magnétique, profondément enraciné dans son intérieur, tourne à une vitesse différente de celle du sommet de l'atmosphère. La différence a permis aux astronomes de déterminer la vitesse du vent de l'objet. Crédit :Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Les astronomes ont utilisé le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation et le télescope spatial Spitzer de la NASA pour effectuer la première mesure de la vitesse du vent sur une naine brune, un objet de masse intermédiaire entre une planète et une étoile.
Basé sur des faits connus sur les planètes géantes Jupiter et Saturne dans notre propre système solaire, une équipe de scientifiques dirigée par Katelyn Allers de l'Université de Bucknell s'est rendu compte qu'ils pourraient peut-être mesurer la vitesse du vent d'une naine brune en combinant les observations radio du VLA et les observations infrarouges de Spitzer.
"Quand on s'en est rendu compte, nous avons été surpris que personne d'autre ne l'ait déjà fait, ", a déclaré Allers.
Les astronomes ont étudié une naine brune appelée 2MASS J10475385+2124234, un objet à peu près de la même taille que Jupiter, mais environ 40 fois plus massif, à environ 34 années-lumière de la Terre. naines brunes, parfois appelées « étoiles ratées », " sont plus massives que les planètes, mais pas assez massif pour provoquer les réactions thermonucléaires à leur cœur qui alimentent les étoiles.
"Nous avons noté que la période de rotation de Jupiter telle que déterminée par les observations radio est différente de la période de rotation déterminée par les observations aux longueurs d'onde visibles et infrarouges, ", a déclaré Allers.
Cette différence, elle a expliqué, est parce que l'émission radio est causée par des électrons interagissant avec le champ magnétique de la planète, qui est enraciné profondément à l'intérieur de la planète, tandis que l'émission infrarouge vient du sommet de l'atmosphère. L'atmosphère tourne plus vite que l'intérieur de la planète, et la différence correspondante dans les vitesses est due aux vents atmosphériques.
naine brune, la gauche, et Jupiter, droit. La conception d'artiste de la naine brune illustre le champ magnétique et le sommet de l'atmosphère, qui ont été observés à différentes longueurs d'onde pour déterminer la vitesse du vent. Crédit :Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
"Parce que nous nous attendons à ce que les mêmes mécanismes soient à l'œuvre chez la naine brune, nous avons décidé de mesurer ses vitesses de rotation avec des télescopes radio et infrarouges, " dit Johanna Vos, du Muséum américain d'histoire naturelle.
Ils ont observé 2MASS J10475385+2124234 avec Spitzer en 2017 et 2018, et a constaté que sa luminosité infrarouge variait régulièrement, probablement en raison de la rotation d'un élément à longue durée de vie dans sa haute atmosphère. L'équipe a effectué des observations VLA en 2018 pour mesurer la période de rotation de l'intérieur de l'objet.
Comme pour Jupiter, ils ont découvert que l'atmosphère de la naine brune tourne plus vite que son intérieur, avec une vitesse du vent calculée d'environ 1425 milles à l'heure. C'est nettement plus rapide que la vitesse du vent de Jupiter, environ 230 mph.
"Cela est en accord avec la théorie et les simulations qui prédisent des vitesses de vent plus élevées chez les naines brunes, ", a déclaré Allers.
Les astronomes ont déclaré que leur technique peut être utilisée pour mesurer les vents non seulement sur d'autres naines brunes, mais aussi sur les planètes extrasolaires.
