Une conception d'artiste d'une étoile naine brune, un objet qui est plus massif et plus chaud qu'une planète mais pas assez massif pour devenir une étoile normale. Les naines brunes de type Y sont le sous-ensemble le plus froid avec des températures de surface comprises entre 200 et 500 degrés Kelvin. Une nouvelle étude des vingt-quatre naines Y connues révèle que les modèles pour la plus froide d'entre elles n'expliquent pas les propriétés observées. Crédit :NASA
Les étoiles naines brunes sont des étoiles ratées. Leurs masses sont si petites, moins d'environ quatre-vingts masses de Jupiter, qu'ils n'ont pas la capacité de chauffer leur intérieur aux températures d'environ dix millions de kelvins requises pour la combustion normale de l'hydrogène (la combustion de l'hydrogène alimente le Soleil, dont la température de surface est d'environ 5700 kelvin).
Les températures de surface et les propriétés des naines brunes dépendent de leurs masses et âges précis, et vont de quelques milliers de degrés à seulement 200 kelvins (comparable à la température de surface de la Terre), le groupe le plus chaud étant désigné sous le nom de L Dwarfs, le prochain groupe le plus chaud en tant que T Nains, et les objets les plus cool comme Y Dwarfs. Sans surprise, parce qu'ils sont trop cool, les naines brunes sont faibles et difficiles à détecter, et ainsi, bien que les théoriciens prédisent qu'il pourrait y avoir autant d'étoiles naines brunes qu'il y a d'étoiles normales, notre compréhension de leur évolution et de leurs propriétés intérieures est assez incomplète.
L'explorateur d'enquête infrarouge à grand champ de la NASA (WISE), qui était sensible à l'émission d'objets froids, découvert la classe Y des naines brunes en 2011, et aujourd'hui il y en a vingt-quatre connus.
L'astronome CfA Caroline Morley et ses collègues ont utilisé le télescope spatial Spitzer et l'observatoire Gemini, ainsi que d'autres installations, affiner les distances, luminosités, couleurs, et les caractéristiques spectrales de ces objets et comparé les résultats aux modèles actuels.
Les scientifiques ont déterminé les masses et les âges de vingt-deux d'entre eux, et a confirmé que, au moins pour les naines Y légèrement plus chaudes (dont les températures sont d'environ 450 kelvins), les modèles de surface sans nuages sont en accord avec les observations.
Tous ont des abondances élémentaires comparables à celles trouvées dans le Soleil, et tous semblent avoir des atmosphères turbulentes. Cependant, pour les quelques objets les plus cool, dont les températures sont plutôt de 250 kelvins, les modèles ne sont pas d'accord.
Un plus grand échantillon d'objets à étudier aiderait à contraindre les paramètres, mais les auteurs notent qu'il est peu probable que l'on en trouve davantage tant qu'une mission infrarouge plus sensible n'aura pas été effectuée.
