Découverte d’une naine brune avec un énorme gisement de lithium, 13 000 fois plus important que sur Terre

Comparaison visuelle des quantités de lithium présentes sur le Soleil, sur deux des naines brunes analysées (dont une n’est plus présente actuellement), sur Jupiter et sur la Terre (crédit : Gabriel Pérez Díaz, SMM, Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC))

Cela fait près de trente ans que les chercheurs d’une équipe de l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) traquent le lithium au sein des naines brunes, comme l’explique Eduardo Lorenzo Martín Guerrero de Escalante, premier auteur d’une nouvelle étude. Ce dernier décrit, en particulier, le cas d’une naine brune présentant un important dépôt de cette matière rare. Une quantité de lithium si importante qu’elle pourrait nous être très utile.

Lithium

Le lithium est un élément particulier : il est assez rare sur Terre, mais il possède des qualités qui deviennent de plus en plus importantes, notamment en raison de son utilisation dans les batteries des véhicules électriques. C’est l’un des métaux les plus légers, il est très réactif (à tel point qu’il est facilement inflammable) et on ne le trouve pas seul dans la nature : il n’est présent que dans certains composés. Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, la production de lithium a augmenté de façon spectaculaire. Actuellement, les principales méthodes de production sont l’extraction à partir de saumures et l’exploitation de gisements de minerai solide. Personne ne sait combien de lithium il y a réellement sur Terre. Les estimations varient de 10-15 tonnes à 70-80 tonnes dans le monde. Ce qui est certain, c’est que la plupart de ce lithium se trouve dans très peu de gisements.

Naines brunes

Les naines brunes sont encore plus particulières : les astronomes ne savent toujours pas si elles sont des étoiles, des planètes ou autre chose. Pour l’instant, on ne peut les décrire que comme une sorte de chaînon manquant entre les étoiles et les planètes. Plus massives que Jupiter mais pas au point de pouvoir brûler de l’hydrogène et devenir des étoiles, les naines brunes font l’objet de recherches depuis les années 1990, lorsque les premiers exemples ont été découverts alors qu’elles n’avaient été décrites que de manière conceptuelle.

Une naine brune avec beaucoup de lithium détectée

Les chercheurs ont utilisé le spectrographe OSIRIS du Gran Telescopio Canarias (GTC), le plus grand télescope optique et infrarouge du monde. Les observations ont été réalisées entre février et août 2021. Les chercheurs se sont concentrés en particulier sur deux systèmes binaires, tous deux constitués de naines brunes. Dans trois des naines brunes, ils n’ont pas découvert de lithium, mais dans l’une d’entre elles, appelée Reid 1B, la plus faible et la plus froide des quatre, ils ont découvert une quantité qui devrait être remarquable.
C’est l’objet extrasolaire le plus froid et le plus faible sur lequel du lithium a été découvert. Il s’agit d’une quantité considérable, environ 13 000 fois tout le lithium présent sur Terre, selon une estimation faite par les chercheurs eux-mêmes.
La naine brune Reid 1B a un âge de 1,1 milliard d’années, une masse équivalente à environ 41 fois la masse de Jupiter et se trouve à environ 17 années-lumière de nous.

Le lithium sur les naines brunes est sans danger

Les naines brunes peuvent être considérées comme le plus grand réservoir de lithium, un élément qui, ici sur Terre, mais aussi dans le système solaire et dans notre voisinage cosmique, est assez rare et précieux compte tenu des usages que nous en faisons sur notre planète. Le lithium des naines brunes est en sécurité, comme dans une sorte de coffre-fort. Dans notre système, cependant, le lithium a été presque entièrement détruit par le soleil lorsqu’il se trouvait dans son noyau. Il reste maintenant quelques traces dans les couches supérieures, mais même ces traces se mélangent à d’autres éléments internes.

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