Cette illustration montre une naine brune de type Y. Il s’agit de la classe la plus froide de naines brunes. Les teintes violacées sont un choix artistique : les astronomes ne sont pas certains de la couleur de ces objets, car ceux-ci n’ont pas été détectés dans les longueurs d’onde visibles. Image: NASA/JPL-CALTECH
« L’Accident » est une naine brune découverte par hasard, et ses propriétés insolites en font un objet fascinant pour les scientifiques.
Parmi les objets les plus communs du grand bestiaire de l’Univers, il y a les étoiles et les planètes. Mais quelque part entre les deux se cache une catégorie d’astres encore mal définie : les naines brunes. Trop grosses pour être des planètes, mais pas assez pour devenir vraiment des étoiles, les naines brunes sont de curieux objets. Avec une masse comprise entre 13 et 75 fois celle de Jupiter, elles fascinent les astronomes. En particulier l’une d’entre elles, surnommée « l’Accident », car découverte complètement par hasard en 2018.
Dan Caselden, un scientifique amateur, menait alors des recherches pour aider à trouver l’hypothétique Planète 9 au-delà de Pluton. En scrutant les images du télescope WISE à l’aide d’un programme informatique, il a repéré un objet qui bougeait. Après vérification, il s’est avéré que c’était une naine brune située à 50 années-lumière de la Terre.
L’astronome J. Davy Kirkpatrick s’intéresse à l’objet et le ramène sur le devant de la scène dans une étude parue en août dernier dans l’Astrophysical Journal Letters. Il décrit un astre paradoxal qui envoie des signaux contradictoires. « Certaines mesures indiquent qu’il est froid. D’autres [à des longueurs d’onde différentes] montrent qu’il est pauvre en méthane. Or, la théorie veut que les objets les plus froids soient gorgés de méthane. Nous ne savons pas ce que ces indices signifient ! »
Le chercheur émet plusieurs hypothèses, mais une en particulier se dégage : l’Accident serait la naine brune la plus vieille jamais mise au jour. Elle se serait formée au début de l’Univers, il y a environ 13 milliards d’années, à une époque où le méthane et les autres éléments lourds étaient rares, car les étoiles ne les avaient pas encore expulsés − ce qu’elles font lorsqu’elles explosent en fin de vie et deviennent des supernovas. Cela expliquerait la composition insolite de cette naine brune, mais aussi sa très faible luminosité. En effet, ses semblables ont tendance à se faire moins brillantes avec l’âge. « L’Accident est un témoin des débuts de l’Univers, avance J. Davy Kirkpatrick. Il nous montre à quoi ressemblaient les étoiles produites dans un environnement bien plus pur en hydrogène qu’aujourd’hui. » Autre indice soutenant cette hypothèse : l’objet file à une vitesse impressionnante de 800 000 km/h, ce qui laisse penser que sa course a été accélérée par des interactions gravitationnelles avec d’autres astres qui passaient à proximité pendant une très longue période.
Dans tous les cas, les propriétés étranges de cette étoile font travailler les méninges des chercheurs. « De par sa faible luminosité, c’est une naine brune appartenant au type Y, une famille beaucoup moins brillante et donc plus difficile à trouver. Sur les milliers d’astres similaires connus, nous n’en recensons que quelques dizaines de ce type. C’est une chance énorme d’y avoir accès », mentionne Frédérique Baron, spécialiste du sujet à l’Institut de recherche sur les exoplanètes de l’Université de Montréal. L’Accident semble donc être un cas d’espèce : les quelques naines brunes découvertes de type Y ont rarement plus de cinq milliards d’années.
Mais il est encore trop tôt pour dire s’il s’agit ou non d’un cas exceptionnel dans l’Univers. « Nous sommes à la limite de nos moyens de détection, affirme J. Davy Kirkpatrick. Il pourrait y avoir des milliers d’astres semblables, mais nous n’en savons rien ! »
Et rien ne dit non plus qu’on en détectera d’autres ! Le télescope spatial Spitzer, qui a aidé à en savoir plus sur l’Accident, est aujourd’hui hors service et n’a pas de successeur. L’espoir d’obtenir de nouvelles informations repose donc sur le télescope James-Webb, dont le lancement est prévu à la fin de l’année. « Il pourra déterminer la composition de l’atmosphère de cet astre, assure Frédérique Baron, ce qui nous en apprendra beaucoup sur sa véritable nature. » Et qui sait, on n’est jamais à l’abri d’un autre accident.
