Naines brunes et planètes géantes gazeuses, une équipe d’astronomes trouve des différences

Naine brune de faible masse GJ 504 B. X représente la position de l’étoile autour de laquelle la naine brune orbite. La période orbitale de la naine brune est de 240 ans (crédit : Brendan Bowler (UT-Austin) / WM Keck Observatory)

Pour comparer la naissance des naines brunes et des exoplanètes géantes gazeuses, deux entités cosmiques qui à première vue pourraient s’avérer très similaires, presque égales, une équipe de chercheurs dirigée par Brendan Bowler de l’Université du Texas à Austin a analysé les nouvelles observations faites avec des télescopes terrestres à Hawaï.

Les chercheurs ont d’abord analysé les orbites des naines brunes autour de leurs compagnons dans 27 systèmes différents, puis ont analysé différentes images de planètes géantes et de leurs orbites.
Les chercheurs sont arrivés à la conclusion que les naines brunes se sont formées comme des étoiles, contrairement aux géants gazeux qui se sont formés comme des planètes.

L’étude, publiée dansRevue astronomiqueElle a été rendue possible par les énormes progrès technologiques en termes d’observation non seulement des exoplanètes mais aussi des corps stellaires d’une luminosité aussi faible, voire insignifiante, que celle des naines brunes.
Ces dernières ont une masse comprise entre 13 et 75 masses de Jupiter et ont des caractéristiques communes avec les étoiles et les planètes géantes gazeuses.

Ce fut une étude difficile car les chercheurs voulaient aussi analyser soigneusement les orbites mais comme les observations de ces corps ont été faites pour la plupart au cours des 20 dernières années, il n’y avait pas assez de temps pour comprendre pleinement leurs changements car très souvent les planètes gazeuses ou même les naines brunes effectuent une orbite autour de leurs étoiles même en des centaines d’années.
Les chercheurs se sont donc tournés vers la modélisation informatique en utilisant un logiciel basé sur les lois de Kepler pour analyser les orbites de ces objets.

Au lieu d’attendre des décennies ou des siècles pour qu’une planète ou un corps termine une orbite, les chercheurs ont utilisé des ordinateurs pour raccourcir le temps mais sans perdre la précision des mesures de position, comme l’explique Eric Nielsen de l’université de Stanford.
L’analyse des orbites était fondamentale : les objets ayant des orbites plus circulaires semblent toujours être des planètes, tandis que ceux ayant des orbites plus longues semblent naître comme des étoiles.

Le scénario modélisé par les chercheurs est le suivant : des nuages de gaz et de poussière, en s’effondrant pour former une étoile, se fracturent en deux groupes ou amas. Chacun d’entre eux s’effondre. L’une forme une étoile, l’autre une naine brune en orbite autour de la même étoile dans un système que l’on peut définir comme binaire bien qu’une des étoiles puisse être considérée comme une étoile « ratée ».
« Même si ces camarades sont âgés de millions d’années, le souvenir de leur formation est encore aujourd’hui codé dans leur excentricité », rapporte encore Nielsen.

En fin de compte, les chercheurs ont découvert que lorsque ces objets « en panne » ne dépassent pas 15 masses de Jupiter, ils commencent à prendre des orbites circulaires alors que ceux qui dépassent cette limite semblent être pour la plupart des étoiles binaires.