Vous pensez que le temps est mauvais cet hiver sur Terre? Essayez de partir en vacances sur le nain brun Luhman 16B un jour.
Deux études réalisées cette semaine par l'Institut Max Planck d'astronomie basé à Heidelberg, en Allemagne, offrent un premier aperçu des caractéristiques atmosphériques d'une naine brune.
Une naine brune est un objet sous-stellaire qui fait le pont entre une planète de masse élevée à plus de 13 masses Jupiter et une étoile naine rouge de faible masse à plus de 75 masses Jupiter. À ce jour, peu de naines brunes ont été directement imagées. Pour l'étude, les chercheurs ont utilisé la paire de nains bruns récemment découverte Luhman 16A & B. À environ 45 (A) et 40 (B) masses Jupiter, la paire est distante de 6,5 années-lumière et située dans la constellation de la Vela. Seuls Alpha Centauri et Barnard’s Star sont plus proches de la Terre. Luhman A est une naine brune de type L, tandis que le composant B est un objet sous-stellaire de type T.
Pour en savoir plus sur l'histoire: lisez un compte rendu «en coulisses» de la façon dont cette découverte a été faite - de la proposition au communiqué de presse.
"Les observations précédentes ont déduit que les naines brunes ont des surfaces tachetées, mais maintenant nous pouvons commencer à les cartographier directement." Ian Crossfield de l'Institut Max Planck d'astronomie a déclaré dans le communiqué de presse de cette semaine. "Ce que nous voyons est probablement une couverture nuageuse inégale, un peu comme nous voyons sur Jupiter."
Pour construire ces images, les astronomes ont utilisé une technique indirecte connue sous le nom d'imagerie Doppler. Cette méthode tire parti des décalages minuscules observés lorsque les éléments rotatifs à l'approche de la naine brune s'éloignent de l'observateur. Les vitesses Doppler des caractéristiques peuvent également indiquer les latitudes observées ainsi que l'inclinaison ou l'inclinaison du corps par rapport à notre champ de vision.
Mais vous n'aurez pas besoin d'une veste, car les chercheurs évaluent le temps sur Luhman 16B dans une plage de 1100 degrés Celsius, avec une pluie de fer en fusion dans une atmosphère à prédominance d'hydrogène.
L’étude a été réalisée à l’aide du spectrographe CRyogenic InfraRed Echelle (CRIRES) monté sur le très grand télescope de 8 mètres basé au complexe d’observation Paranal de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili. Le CRIRES a obtenu les spectres nécessaires pour reconstruire la carte de la naine brune, tandis que les mesures de luminosité de secours ont été réalisées à l'aide de la caméra astronomique GROND (Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared Detector) fixée au télescope de 2,2 mètres de l'ESO La Silla Observatory.
La prochaine phase d'observations impliquera l'imagerie de naines brunes à l'aide de l'instrument de recherche d'exoplanètes spectro-polarimétriques à contraste élevé (SPHERE), qui devrait être mis en ligne au Very Large Telescope plus tard cette année.
Et cela pourrait inaugurer une nouvelle ère de fonctions d'imagerie directe sur des objets au-delà de notre système solaire, y compris les exoplanètes.
«Le plus excitant est que ce n'est que le début. Avec les prochaines générations de télescopes, et en particulier le grand télescope européen de 39 mètres, nous verrons probablement des cartes de surface de naines brunes plus éloignées - et, éventuellement, une carte de surface pour une jeune planète géante », a déclaré Beth Biller, un chercheur précédemment basé à l'Institut Max Planck et maintenant basé à l'Université d'Edimbourg. L'étude de Biller sur la paire est allée encore plus en profondeur, analysant les changements de luminosité à différentes longueurs d'onde pour scruter la structure atmosphérique des naines brunes à différentes profondeurs.
"Nous avons appris que les conditions météorologiques sur ces naines brunes sont assez complexes", a déclaré Biller. «La structure nuageuse de la naine brune varie assez fortement en fonction de la profondeur atmosphérique et ne peut pas être expliquée avec des nuages monocouches.»
Le document sur la carte des conditions météorologiques naines brunes sort aujourd'hui le 30 janviere, Édition 2014 de La nature sous le titre Cartographie des nuages épars sur une naine brune voisine.
La paire de naines brunes ciblée dans l'étude a été désignée Luhman 16A & B d'après le chercheur de l'Université d'État de Pennsylvanie, Kevin Luhman, qui a découvert la paire à la mi-mars 2013. Luhman a découvert 16 systèmes binaires à ce jour. La désignation de catalogue WISE pour le système a la désignation beaucoup plus encombrante et de numéro de téléphone de WISE J104915.57-531906.1.
Nous avons rencontré les chercheurs pour leur demander des précisions sur l'orientation et la rotation de la paire.
«La période de rotation du Luhman 16B a été précédemment mesurée en observant les changements de luminosité moyens de la naine brune sur plusieurs jours. Luhman 16A semble avoir une couche de nuages uniformément épaisse, donc il ne présente pas une telle variation et nous ne connaissons pas encore sa période ", a déclaré Crossfield. Magazine de l'espace. «Nous pouvons estimer l'inclinaison de l'axe de rotation parce que nous connaissons la période de rotation, nous savons à quel point les naines brunes sont grosses et dans notre étude, nous avons mesuré la vitesse de rotation« projetée ». De cela, nous savons que nous devons voir la naine brune près de l'équateur. »
Les cartes construites correspondent à une période de rotation incroyablement rapide d'un peu moins de 6 heures pour Luhman 16B. Pour le contexte, la planète Jupiter - l'un des rotateurs les plus rapides de notre système solaire - tourne une fois toutes les 9,9 heures.
"La période de rotation de Luhman 16B est connue à partir de 12 nuits de surveillance de la variabilité", a déclaré Biller Magazine de l'espace. "La variabilité dans la composante B est cohérente avec les résultats de 2013, mais la composante A a une amplitude de variabilité plus faible et une période de rotation quelque peu différente de peut-être 3-4 heures, mais c'est toujours un résultat très provisoire."
Cette première cartographie des nuages sur une naine brune est un point de repère et promet de fournir une bien meilleure compréhension de cette classe transitionnelle d'objets.
Associez cette annonce à la récente naine brune voisine capturée dans une image directe, et il est évident qu'une nouvelle ère de la science des exoplanètes est à nos portes, une où nous serons non seulement en mesure de confirmer l'existence de mondes lointains et d'objets sous-stellaires, mais caractériser ce qu'ils sont réellement.
