Communiqué de presse

Une paire de naines brunes très froides

23 mars 2011

Des observations réalisées avec le « Very Large Telescope » de l’Observatoire Européen austral et deux autres télescopes ont mis en évidence une nouvelle prétendante au statut d’étoile la plus froide connue : une naine brune appartenant à un système double et ayant une température correspondant à peu près à celle d’une tasse de thé tout juste servie – ce que nous considérons donc comme chaud en tant qu’humain, mais qui est extraordinairement froid pour la surface d’une étoile. Cet objet est tellement froid qu’il se trouve à la frontière, certes très floue, partageant les petites étoiles froides et les grosses planètes chaudes.

Les naines brunes sont essentiellement des étoiles ratées : elles n'ont pas une masse suffisante pour que leur force gravitationnelle déclenche les réactions nucléaires qui font briller les étoiles. La naine brune tout récemment découverte, identifiée en tant que CFBDSIR 1458+10B est l’objet le plus faible d’un système binaire de naines brunes situé à 75 années-lumière de la Terre [1].

Le puissant spectrographe X-shooter installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO a été utilisé pour révéler que cet objet composite était très froid par rapport aux standards des naines brunes. « Nous avons été très enthousiastes de découvrir que cet objet avait une température si basse, mais nous n’imaginions pas qu’il se révélerait être un système double et aurait une de ses composantes encore plus intéressante, car encore plus froide » déclare Philippe Delorme de l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fournier), un des co-auteurs de l’article scientifique. CFBDSIR 1458+10 est la naine brune binaire la plus froide découverte jusqu’à présent.

La température de la plus faible des deux naines brunes a maintenant été évaluée à environ 100 degrés Celsius – le point d’ébullition de l’eau et une température pas très différente de celle d’un sauna [2]. « A de telles températures nous supposons que cette naine brune a des propriétés différentes de celles des naines brunes connues jusqu’à présent et plus proches de celles des exoplanètes géantes – Il pourrait même y avoir des nuages d’eau dans son atmosphère », déclare Michael Liu de l'Institut d'Astronomie de l'Université d'Hawaii, premier auteur de l’article présentant cette recherche. « En fait, dans un futur proche, quand nous commencerons à faire des images des planètes gazeuses géantes en orbite autour d’étoiles semblables au Soleil, je m'attends à ce que beaucoup d’entre elles ressemblent à CFBDSIR 1458+10B. » 

Percer les secrets de cet objet unique a nécessité d’avoir recours à la puissance de trois télescopes différents. On a tout d'abord trouvé que CFBDSIR 1458+10 était un système binaire en utilisant le système d’optique adaptative Laser Guide Star  (LGS) sur le télescope Keck II à Hawaï [3]. Michael Liu et ses collègues ont alors utilisé le Canada–France–Hawaii Telescope (CFHT), également situé à Hawaï, pour déterminer la distance de ce duo de naines brunes en utilisant une caméra infrarouge [4]. Enfin, ils ont utilisé le VLT de l’ESO pour étudier le spectre infrarouge de cet objet et mesurer sa température. 

La chasse aux objets froids est un des sujets astronomiques « brulants » et très actifs. Le télescope spatial Spitzer a récemment identifié deux autres objets très faibles qui sont également des candidats pour être les naines brunes les plus froides, bien que leur température n’ait pas été mesurée aussi précisément. Des observations futures permettront de mieux déterminer comment sont ces objets comparé à CFBDSIR 1458+10B. Michael Liu et ses collègues prévoient d’observer encore CFBDSIR 1458+10B afin de mieux déterminer ses propriétés et de commencer à tracer l’orbite de ce système binaire, ce qui, après environ une décennie d’étude, devrait permettre aux astronomes de déterminer la masse de ce système binaire.

Notes

[1] CFBDSIR 1458+10 est le nom du système binaire. Les deux constituants de ce système sont appelés CFBDSIR 1458+10A et CFBDSIR 1458+10B, ce dernier étant le plus faible des deux. Ils semblent être en orbite l’un autour de l’autre et être éloignés l’un de l’autre d’une distance correspondant à environ trois fois la distance entre la Terre et le Soleil, avec une période d’environ trente ans. 

[2] En comparaison, la température à la surface du Soleil est d’environ 5 500 degrés Celsius. 

[3] L’optique adaptative permet de supprimer la plupart de l'agitation atmosphérique de la Terre, améliorant la définition des images d’un facteur dix et permettant de résoudre la très petite distance angulaire séparant les deux composants de ce système binaire. 

[4] Les astronomes ont mesuré le mouvement apparent des naines brunes par rapport à l'arrière-plan d’étoiles plus distantes en profitant des changements de position de la Terre au cours de son orbite autour du Soleil. Cet effet, appelé parallaxe, leur permet de déterminer la distance des deux naines brunes par rapport à la Terre.

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans un article publié dans l’Astrophysical Journal, “CFBDSIR J1458+1013B: A Very Cold (>T10) Brown Dwarf in a Binary System”, Liu et al. 

L’équipe est composée de Michael C. Liu (Institute for Astronomy [IfA], University of Hawaii, USA), Philippe Delorme (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, France [IPAG]), Trent J. Dupuy (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Brendan P. Bowler (IfA), Loic Albert (Canada-France-Hawaii Telescope Corporation, Hawaii, USA), Etienne Artigau (Université de Montréal, Canada), Celine Reylé (Observatoire de Besançon, France), Thierry Forveille (IPAG) and Xavier Delfosse (IPAG).

L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 14 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et VISTA, le plus grand télescope pour les grands relevés. L’ESO est le partenaire européen d’ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L’ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d’un télescope européen géant – l’E-ELT- qui disposera d’un miroir primaire de 42 mètres de diamètre et observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil tourné vers le ciel » le plus grand au monde.

Liens

• L’article scientifique
• Photos du VLT

Contacts

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Institute for Astronomy, University of Hawaii
USA
Tél: +1 808 956 6666
Courriel: mliu@ifa.hawaii.edu

Philippe Delorme
Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble
France
Tél: +33 4 76 63 58 30
Courriel: Philippe.Delorme@obs.ujf-grenoble.fr

Christian Veillet
Executive Director, CFHT, Hawaii
USA
Tél: +1 808 885 7944
Courriel: veillet@cfht.hawaii.edu

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