Des chercheurs ont analysé une naine brune ultrafroide qui est l’étoile la plus froide connue pour produire des émissions radio. Bien qu’elle ne soit pas la plus froide, cette étoile, découverte par des astronomes du Caltech en 2011, émet des ondes radio à une température plus basse que toutes celles qui avaient été étudiées auparavant. Elle sert de pont entre les plus petites étoiles à hydrogène et les géantes gazeuses comme Jupiter.
Plus froide qu’un feu de camp et plus petite que Jupiter, cette naine brune est une découverte rare.
Des astronomes de l’Université de Sydney ont étudié l’étoile la plus froide connue à ce jour pour émettre des ondes radio, une naine brune ultrafroide. Cette analyse permet de mieux comprendre l’évolution des étoiles et la création de champs magnétiques.
Sommaire
Découverte de l’étoile la plus froide émettant des ondes radio
Des astronomes de l’Université de Sydney ont confirmé qu’une petite étoile peu lumineuse détient le record de l’émission la plus froide à la longueur d’onde radio.
L’objet de leur étude est une « naine brune ultrafroide », essentiellement une boule de gaz mijotant à environ 425 degrés centigrades (800 °F), plus froide qu’un feu de camp moyen, et qui ne brûle pas de combustible nucléaire.
En comparaison, la température de surface du Soleil, un brasier nucléaire, est d’environ 5 600 degrés centigrades (10 000 °F). Bien qu’il ne s’agisse pas de l’étoile la plus froide jamais découverte, c’est la plus froide qui ait été analysée par radioastronomie jusqu’à présent.
Les résultats ont été publiés le 13 juillet dans The Astrophysical Journal Letters.
Image montrant la taille relative d’une étoile naine brune typique. Dans le cas de l’étoile étudiée, la naine brune est plus petite que Jupiter (entre 0,65 et 0,95 son rayon) mais plus massive, entre 4 et 44 fois la masse de Jupiter. Crédit : NASA/JPL
Génération d’un champ magnétique dans les naines brunes ultrafroides
L’auteur principal et étudiant en doctorat à l’école de physique, Kovi Rose, a déclaré : « Il est très rare de trouver des naines brunes ultrafroides comme celle-ci produisant des émissions radio. En effet, leur dynamique ne produit généralement pas les champs magnétiques qui génèrent des émissions radio détectables depuis la Terre.
« La découverte de cette naine brune produisant des ondes radio à une température aussi basse est très intéressante.
L’auteur principal et étudiant en doctorat, Kovi Rose, de l’École de physique et de l’Institut d’astronomie de Sydney à l’Université de Sydney. Crédit : Université de Sydney
Kovi Rose pense que l’approfondissement de notre compréhension des naines brunes ultrafroides comme celle-ci nous aidera à comprendre l’évolution des étoiles, et notamment la manière dont elles génèrent des champs magnétiques.
Incertitudes liées à la génération de champs magnétiques
La question de savoir comment la dynamique interne des naines brunes produit parfois des ondes radio reste ouverte. Alors que les astronomes ont une bonne compréhension de la façon dont les grandes étoiles de la séquence principale comme le Soleil génèrent des champs magnétiques et des émissions radio, la raison pour laquelle moins de 10 % des naines brunes produisent de telles émissions n’est pas encore totalement comprise.
On suppose que la rotation rapide des naines ultrafroides joue un rôle dans la création de leurs champs magnétiques puissants. Lorsque le champ magnétique tourne à une vitesse différente de celle de l’atmosphère ionisée de la naine, il peut générer des flux de courant électrique.
Production d’ondes radio dans la naine étudiée
Dans ce cas particulier, on suppose que les ondes radio sont produites par l’afflux d’électrons dans la région polaire magnétique de l’étoile. Ce processus, associé à la rotation de l’étoile naine brune, conduit à la production de sursauts radio qui se répètent régulièrement.
Les naines brunes, souvent appelées ainsi en raison de leur faible émission d’énergie ou de lumière, ne sont pas assez massives pour déclencher la fusion nucléaire associée à d’autres étoiles comme notre Soleil.
Importance des naines brunes
M. Rose a souligné que « ces étoiles constituent une sorte de chaînon manquant entre les plus petites étoiles qui brûlent de l’hydrogène dans des réactions nucléaires et les plus grandes planètes géantes gazeuses, comme Jupiter ».
L’étoile, familièrement appelée naine T8 WISE J062309.94-045624.6, se trouve à environ 37 années-lumière de la Terre et a été découverte en 2011 par des astronomes du Caltech, aux États-Unis.
Attributs physiques de la naine T8 WISE J062309.94-045624.6
Le rayon de l’étoile se situe entre 0,65 et 0,95 de celui de Jupiter. Sa masse, bien que mal définie, est au moins quatre fois plus massive que celle de Jupiter, mais pas plus de 44 fois. En revanche, le Soleil est 1000 fois plus massif que Jupiter.
M. Rose a effectué l’analyse de l’étoile en utilisant les nouvelles données du télescope ASKAP du CSIRO en Australie occidentale et en les complétant par des observations de l’Australia Telescope Compact Array près de Narrabri en Nouvelle-Galles du Sud et du télescope MeerKAT en Afrique du Sud.
Professeur Tara Murphy, co-auteur de l’article, directrice de l’école de physique de l’Université de Sydney. Crédit : Université de Sydney
Orientations futures de la recherche
Le professeur Tara Murphy, co-auteur et directeur de l’école de physique de l’université de Sydney, a déclaré : « Nous venons juste de commencer les opérations à plein régime avec ASKAP et nous avons déjà trouvé beaucoup d’objets astronomiques intéressants et inhabituels, comme celui-ci.
« En ouvrant cette fenêtre sur le ciel radio, nous améliorerons notre compréhension des étoiles qui nous entourent et de l’habitabilité potentielle des systèmes d’exoplanètes qu’elles abritent.
Référence : « Periodic Radio Emission from the T8 Dwarf WISE J062309.94-045624.6 » par Kovi Rose, Joshua Pritchard, Tara Murphy, Manisha Caleb, Dougal Dobie, Laura Driessen, Stefan W. Duchesne, David L. Kaplan, Emil Lenc et Ziteng Wang, 13 juillet 2023, The Astrophysical Journal Letters.
DOI : 10.3847/2041-8213/ace188