Une équipe de recherche dirigée par l'Université de l'Arizona a trouvé des bandes et des rayures sur la naine brune la plus proche de la Terre, faisant allusion aux processus qui bouleversent l'atmosphère de la naine brune de l'intérieur.

Les naines brunes sont de mystérieux objets célestes qui ne sont ni tout à fait des étoiles ni tout à fait des planètes. Ils sont à peu près de la taille de Jupiter mais généralement des dizaines de fois plus massifs. Toujours, elles sont moins massives que les plus petites étoiles, donc leurs noyaux n'ont pas assez de pression pour fusionner les atomes comme le font les étoiles. Ils sont chauds lorsqu'ils se forment et refroidissent progressivement, brillent faiblement et s'assombrissent lentement tout au long de leur vie, les rendant difficiles à trouver. Aucun télescope ne peut voir clairement les atmosphères de ces objets.

"On s'est demandé, les naines brunes ressemblent-elles à Jupiter, avec ses ceintures régulières et ses bandes façonnées par de larges, parallèle, jets longitudinaux, ou seront-ils dominés par un modèle en constante évolution de gigantesques tempêtes connues sous le nom de vortex comme ceux trouvés sur les pôles de Jupiter ?", a déclaré le chercheur de l'UArizona Daniel Apai, professeur agrégé au Département d'astronomie et à l'Observatoire Steward et au Laboratoire lunaire et planétaire.

Apai est l'auteur principal d'une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Le Journal d'Astrophysique qui cherche à répondre à cette question en utilisant une nouvelle technique.

Lui et son équipe ont découvert que les naines brunes ressemblent étonnamment à Jupiter. Les motifs dans les atmosphères révèlent des vents à grande vitesse parallèles aux équateurs des tirages bruns. Ces vents mélangent les atmosphères, redistribuant la chaleur qui se dégage des intérieurs chauds des naines brunes. Aussi, comme Jupiter, les tourbillons dominent les régions polaires.

Certains modèles atmosphériques ont prédit ce modèle atmosphérique, Apaï a dit, y compris des modèles de feu Adam Showman, un professeur du Laboratoire lunaire et planétaire de l'UArizona et un leader dans les modèles d'atmosphère naine brune.

« La configuration des vents et la circulation atmosphérique à grande échelle ont souvent des effets profonds sur les atmosphères planétaires, du climat de la Terre à l'apparition de Jupiter, et maintenant nous savons que de tels jets atmosphériques à grande échelle façonnent également des atmosphères de naines brunes, " dit Apai, dont les co-auteurs de l'article incluent l'Observatoire astronomique de Luigi Bedin et Domenico Nardiello de Padoue, qui est également affilié au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille en France.

"Savoir comment les vents soufflent et redistribuent la chaleur dans l'une des naines brunes les mieux étudiées et les plus proches nous aide à comprendre les climats, températures extrêmes et évolution des naines brunes en général, " dit Apai.

Le groupe d'Apai à UArizona est un leader mondial dans la cartographie des atmosphères des naines brunes et des planètes en dehors de notre système solaire à l'aide de télescopes spatiaux et d'une nouvelle méthode.

L'équipe a utilisé le satellite Transiting Exoplanet Survey de la NASA, ou TESS, télescope spatial pour étudier les deux naines brunes les plus proches de la Terre. A seulement 6 1/2 années-lumière, les naines brunes sont appelées Luhman 16 A et B. Bien que les deux aient à peu près la même taille que Jupiter, ils sont tous les deux plus denses et contiennent donc plus de masse. Luhman 16 A est environ 34 fois plus massif que Jupiter, et Luhman 16 B - qui était le sujet principal de l'étude d'Apai - est environ 28 fois plus massif que Jupiter et environ 1, 500 degrés Fahrenheit plus chaud.

"Le télescope spatial TESS, bien que conçu pour chasser les planètes extrasolaires, a également fourni cet ensemble de données incroyablement riche et passionnant sur la naine brune la plus proche de nous, " A déclaré Apai. "Avec des algorithmes avancés développés par les membres de notre équipe, nous avons pu obtenir des mesures très précises des changements de luminosité lors de la rotation des deux naines brunes. Les naines brunes deviennent plus lumineuses lorsque des régions atmosphériques plus lumineuses se transforment en hémisphère visible et plus sombres lorsque celles-ci tournent hors de vue. »

Étant donné que le télescope spatial fournit des mesures extrêmement précises et qu'il n'est pas interrompu par la lumière du jour, l'équipe a collecté plus de rotations que jamais auparavant, fournissant la vue la plus détaillée de la circulation atmosphérique d'une naine brune.

"Aucun télescope n'est assez grand pour fournir des images détaillées de planètes ou de naines brunes, " a dit Apai. " Mais en mesurant comment la luminosité de ces objets en rotation change au fil du temps, il est possible de créer des cartes brutes de leurs atmosphères - une technique qui, à l'avenir, pourrait également être utilisé pour cartographier des planètes semblables à la Terre dans d'autres systèmes solaires qui pourraient autrement être difficiles à voir."

Les résultats des chercheurs montrent qu'il existe de nombreuses similitudes entre la circulation atmosphérique des planètes du système solaire et celle des naines brunes. Par conséquent, les naines brunes peuvent servir d'analogues plus massifs de planètes géantes existant en dehors de notre système solaire dans les études futures.

"Notre étude fournit un modèle pour de futures études d'objets similaires sur la façon d'explorer - et même de cartographier - les atmosphères des naines brunes et des planètes extrasolaires géantes sans avoir besoin de télescopes suffisamment puissants pour les résoudre visuellement, " dit Apai.

L'équipe d'Apai espère explorer davantage les nuages, les systèmes orageux et les zones de circulation présents dans les naines brunes et les planètes extrasolaires pour approfondir notre compréhension des atmosphères au-delà du système solaire.