Ce duo d’étoiles « ratées » a une longévité inexplicable

Un surprenant duo de naines brunes, des « étoiles ratées », a été découvert dans l’espace et les scientifiques ne savent pas expliquer pourquoi ces astres ne se sont pas dissous. La découverte, présentée le 14 février 2020, fait l’objet d’une étude publiée dans The Astrophysical Journal (une prépublication est accessible ici).

Cet étrange système est nommé « W2150AB » par les chercheurs. « W2150AB est un excellent système de référence pour comprendre comment les naines brunes se forment et évoluent ensemble », écrivent-ils. Les deux objets sont séparés par une très grande distance : 341 unités astronomiques, soit plus de 51 milliards de kilomètres.

Comparaison entre des planètes, des étoiles et des naines brunes (dans l'encadré rouge).

Source : Wikimedia/CC/MPIA/V. Joergens (photo recadrée et annotée)

Qu’est-ce qu’une naine brune ?

« Les naines brunes sont une population unique d’objets astronomiques et représentent une passerelle entre les étoiles et les planètes », rappellent les scientifiques. Les naines brunes ont des tailles comprises entre celles des planètes géantes (comme Jupiter) et celles des petites étoiles. Selon la Nasa, les astronomes tendent à classer comme naines brunes les objets qui font entre 15 et 75 fois la masse de Jupiter. Cette masse ne permet pas à l’objet de réaliser la fusion de l’hydrogène, ce que font les étoiles. C’est pourquoi les naines brunes peuvent être considérées comme des « étoiles ratées ».

Comment ces objets sont-ils créés, et comment évoluent-ils ? C’est la question qui intéresse les scientifiques. Identifier un système avec des naines brunes qui se déplacent ensemble est une opportunité rare d’en savoir davantage. Trouver des paires d’étoiles et de naines brunes est fréquent, mais W2150AB est particulièrement étonnant pour deux raisons : ses deux composantes sont très éloignées et leur masse est plutôt faible. « Les astronomes concluraient que des naines brunes séparées par des milliards de kilomètres se dissoudraient au fur et à mesure qu’elles se déplacent dans la galaxie au fil du temps. Mais nous en avons trouvé qui sont toujours ensemble », résume Jacqueline Faherty, astrophysicienne au Musée américain d’histoire naturelle, spécialiste des naines brunes et co-autrice de l’étude, citée dans le communiqué annonçant la découverte.

Pourquoi ce duo a-t-il vécu si longtemps ? C’est un mystère

Le système est composé d’un premier objet baptisé « T8 », qui fait environ 34 fois la masse de Jupiter. Le deuxième objet, « L1 », fait 72 fois la taille de Jupiter. L’ensemble du système est âgé, probablement de plusieurs milliards d’années, ce qui le rend unique aux yeux des scientifiques (encore plus qu’en raison de sa masse et de l’éloignement des deux astres). Toute la question est de comprendre pourquoi ce duo a réussi à survivre aussi longtemps. Pour l’instant, le mystère est entier.

L’étude de ce système atypique a été rendue possible grâce au projet « Backyard Worlds: Planet 9 », qui invite les internautes à aider la Nasa dans la recherche de l’hypothétique Planète 9 et des naines brunes. N’importe qui peut parcourir les images obtenues à l’aide du télescope WISE (« Explorateur à grand champ pour l’étude dans l’infrarouge ») pour rechercher de nouveaux mondes. C’est en juin 2018 que des internautes ont remarqué un duo inhabituel dans les images, ce qui a permis aux scientifiques de se pencher ensuite sur le sujet.