Crédit d'image: NASA
Une équipe d'astronomes de l'UCLA a trouvé des atmosphères nuageuses et orageuses sur des naines brunes - des objets plus grands que des géants gazeux comme Jupiter, mais pas assez grands pour s'enflammer en étoiles pleines. Au lieu de se refroidir régulièrement, les objets ont été vus devenir plus lumineux pendant de brèves périodes, donc cela pourrait être expliqué par des ruptures dans l'atmosphère nuageuse.
Pour la première fois, les chercheurs ont observé des conditions météorologiques planétaires agissant comme une influence majeure sur les objets en dehors de notre système solaire.
Une équipe de scientifiques de la NASA et de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) a trouvé des atmosphères nuageuses et orageuses sur des naines brunes, des corps célestes moins massifs que les étoiles mais qui ont plus de masse que des planètes géantes comme Jupiter. Cette découverte donnera aux scientifiques de meilleurs outils pour interpréter les atmosphères et la météo sur des naines brunes ou sur des planètes autour d'autres étoiles.
"La meilleure analogie avec ce que nous voyons sur ces objets sont les modèles de tempête sur Jupiter", a déclaré Adam Burgasser, astronome à UCLA et auteur principal de l'étude. "Mais je soupçonne que le temps sur ces naines brunes plus massives fait ressembler le Great Red Spot à un petit grain." Le Great Red Spot de Jupiter est une tempête massive de plus de 15 000 miles de diamètre et avec des vents pouvant atteindre 270 miles par heure. Burgasser s'est associé au scientifique planétaire Mark Marley, au météorologue Andrew Ackerman du NASA Ames Research Center dans la Silicon Valley en Californie et à d'autres collaborateurs pour proposer comment les phénomènes météorologiques pourraient expliquer les observations déroutantes de naines brunes.
«Nous avions pensé à ce que les tempêtes pourraient faire à l'apparition de naines brunes ,? Dit Marley. "Et quand Adam nous a montré les nouvelles données, nous avons réalisé qu'il y avait un bon ajustement." L'équipe a calculé que l'utilisation d'un modèle avec des ruptures ou des trous dans l'atmosphère nuageuse a résolu les mystérieuses observations de naines brunes refroidissantes.
Les naines brunes, membres du ciel récemment observés, sont au mieux des «étoiles ratées», a déclaré Ackerman. Pas assez massives pour supporter la combustion de l'hydrogène comme les étoiles, les naines brunes passent par des étapes de refroidissement que les scientifiques observent avec des télescopes infrarouges à détection d'énergie. Ils apparaissent comme une faible lueur, comme une braise d'un feu qui dégage à la fois de la chaleur et de l'énergie lumineuse lorsqu'il diminue.
Les astronomes s'attendaient à ce que les naines brunes, comme la plupart des objets de l'univers, deviennent de plus en plus faibles en refroidissant. Cependant, de nouvelles observations ont montré que pendant une phase relativement courte, les naines brunes semblent devenir plus brillantes lorsqu'elles se refroidissent. L'explication réside dans les nuages.
Au moins 25 000 fois plus faibles que le soleil, les naines brunes sont toujours incroyablement chaudes, avec des températures aussi élevées que 2 000 degrés Kelvin (3 140 F). À des températures aussi élevées, des choses comme le fer et le sable se produisent sous forme de gaz. À mesure que les naines brunes se refroidissent, ces gaz se condensent dans l'atmosphère en gouttelettes liquides pour former des nuages, semblables aux nuages d'eau sur Terre. Au fur et à mesure que la naine brune se refroidit, les nuages se dégagent rapidement en raison des conditions météorologiques atmosphériques. Alors que les nuages sont emportés par les tempêtes, la lumière infrarouge brillante de l'atmosphère plus chaude sous les nuages s'échappe, ce qui explique l'éclaircissement inhabituel des naines brunes.
"Le modèle développé par le groupe pour la première fois correspond aux caractéristiques d'une très large gamme de naines brunes, mais uniquement si le nettoyage des nuages est envisagé", a expliqué Burgasser. "Alors que de nombreux groupes ont laissé entendre que les structures des nuages et les phénomènes météorologiques devraient être présents, nous pensons que nous avons en fait montré que le temps est présent et peut être assez dramatique."
En utilisant la météo de la Terre comme point de départ, Ackerman a aidé l'équipe à intégrer les tempêtes - qui incluent le vent, les courants descendants et la pluie de fer - dans leurs calculs. «Les astrophysiciens avaient besoin d'aide pour comprendre la pluie, car ce n'est pas un processus important dans la plupart des étoiles ,? Dit Ackerman. «Nous avons utilisé des observations et des simulations de nuages terrestres pour estimer l'effet de la pluie de fer sur l'épaisseur d'un nuage de fer.»
L'étude de l'équipe, qui sera publiée dans le numéro du 1er juin d'Astrophysical Journal Letters, aidera les chercheurs à déterminer la composition des atmosphères en dehors de notre système solaire. "Les naines brunes ont traditionnellement été étudiées comme des étoiles, mais c'est plutôt un continuum", a déclaré Marley. "Si vous alignez un mug shot de Jupiter avec ces gars, ce n'est qu'un nain brun de très faible masse." Les naines brunes sont un terrain d'entraînement pour les scientifiques pour apprendre à interpréter les observations d'objets semblables à des planètes autour d'autres étoiles, a-t-il déclaré. «Tout le monde veut trouver des naines brunes qui sont encore plus froides et ont des nuages d'eau comme la Terre. Une fois que nous les aurons trouvés, ce sera un bon test de notre compréhension. »
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
