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Sur cette naine brune, le vent souffle à plus de 2000 km/h !

Crédits : Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF

Des astronomes ont pour la première mesuré la vitesse du vent sur une naine brune, située à 34 années-lumière. Et le moins que l’on puisse dire, c’est que ça souffle !

Les naines brunes sont des étoiles dite “avortées”, dans la mesure où elles ne sont pas assez massives pour que des réactions thermonucléaires puissent se maintenir en leur cœur. C’est d’ailleurs pourquoi elles ne “brillent” pas comme les étoiles classiques. Ces objets, en revanche, sont plus massifs que des planètes. Leur masse se situe en moyenne entre dix et quatre-vingts fois celle de Jupiter.

Les naines brunes sont donc des objets “intermédiaires”, se plaçant entre les planètes géantes et les petites étoiles.

Ce que nous propose aujourd’hui une équipe d’astronomes, c’est de mesurer la vitesse des vents sur l’une de ces naines brunes. Pour ce faire, Katelyn Allers et son équipe, de l’Université de Bucknell, ont utilisé sur le Karl G. Jansky Very Large Array, un radiotélescope situé au Nouveau-Mexique, et sur le télescope spatial Spitzer de la NASA.

S’appuyer sur Jupiter

La naine brune ciblée, nommée 2MASS J10475385 + 2124234, est un objet de la même taille que Jupiter mais environ quarante fois plus massif, positionné à environ 34 années-lumière de la Terre.

Pour ces travaux, les chercheurs se sont appuyés sur ce que nous savons de la dynamique des vents sur Jupiter.

Nous avons noté que la période de rotation de Jupiter déterminée par les observations radio est différente de la période de rotation déterminée par les observations aux longueurs d’onde visible et infrarouge“, explique Katelyn Allers. “Cette différence est due au fait que l’émission radio est causée par des électrons interagissant avec le champ magnétique de Jupiter, qui est enraciné profondément à l’intérieur de la planète, tandis que l’émission infrarouge provient du haut de l’atmosphère“.

Sur Jupiter, l’atmosphère tourne finalement plus rapidement que l’intérieur de la planète. C’est cette différence entre les deux taux de rotation qui permet aux chercheurs de mesurer la vitesse du vent dans la haute atmosphère de Jupiter, estimée aujourd’hui à environ 370 km/h.

Parce que nous nous attendons à ce que les mêmes mécanismes soient à l’oeuvre chez la naine brune, nous avons décidé de mesurer ses vitesses de rotation avec des télescopes radio et infrarouges“, ajoute ainsi Johanna Vos et co-auteure de l’étude.

Des vents à plus de 2200 km/h

Les chercheurs ont ainsi observé 2MASS J10475385 + 2124234 une première fois en 2017 dans le but de caractériser la période de rotation de son atmosphère, puis une seconde fois un an plus tard en se focalisant cette fois sur la période de rotation de l’intérieur de l’objet.

Tout comme avec Jupiter, ils ont alors constaté que l’atmosphère de la naine brune tourne effectivement plus rapidement que son intérieur. En calculant la différence entre les deux taux de rotation, les chercheurs ont alors pu estimer la vitesse du vent en surface : 2290 km/h ! C’est donc nettement plus rapide que la vitesse du vent mesurée sur Jupiter.

naine brune
Crédits : Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF

Les applications de cette nouvelle étude, publiée dans la revue Science, vont également au-delà de la recherche sur les naines brunes. Les astronomes estiment en effet que leur technique pourrait également être utilisée pour mesurer les vents sur des exoplanètes.

Pour ce faire, les chercheurs devront en revanche se concentrer sur des géantes gazeuses relativement fraîches. La technique ne pourra en effet fonctionner avec des “Jupiters chauds”. De par leur extrême proximité avec leur étoile, ces objets ne leur montrent en effet qu’un seul visage. Cela rend difficile, voire impossible, le suivi de leurs mouvements atmosphériques.

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