Sur cette illustration réalisée à partir des données observationnelles collectées par Ian Crossfield et al. la différence réelle de luminosité entre les régions représentées en noir et celles qui sont représentées en orange est de 10 % environ. On distingue clairement une région plus brillante proche du pôle de la naine brune Luhman 16B, peut-être du même type que les vortex mis en évidence sur des planètes du Système solaire comme Jupiter et Saturne. © ESO/Ian Crossfield Dans un article publié dansNature(numéro du ۳۰ janvier), l’astronome Ian Crossfield(Institut Max Planck pour l’astronomie, Heidelberg, Allemagne) et ses collaborateurs annoncent qu’ils ont obtenu la première carte « météorologique» de Luhman ۱٦B, la naine brune la plus proche du Soleil. Cette prouesse observationnelle a été réalisée avec le spectrographe infrarouge CRIRES, installé sur Antu, l’un des quatre télescopes européens de ۸,۲ m du VLT(Paranal, Chili), ainsi qu’avec la caméra GROND installée sur le télescope de ۲,۲ m de l’observatoire de La Silla(Chili).Située à moins de ٦, ۵ années - lumière du Soleil, dans la constellation australe des Voiles, Luhman ۱٦B forme un système binaire avec Luhman ۱٦A, une autre naine brune, et ces deux astres sont à ce jour en troisième position sur la liste des étoiles les plus proches de nous, après le système d’Alpha du Centaure(٤, ۳ années - lumière) et l’étoile de Barnard(٦ années - lumière).Les naines brunessont des astres bien plus massifs que les planètes de type Jupiter mais beaucoup moins massifs que les étoiles. En fait, la masse d’une naine brune n’est pas suffisante pour que la contraction gravitationnelle de son cœur lui permette d’atteindre les températures nécessaires pour l’allumage des réactions de fusion de l’hydrogène en hélium qui se déroulent en continu au cœur d’une étoile comme le Soleil. Les naines brunes sont donc des astres intermédiaires entre les étoiles et les planètes, des sortes d’étoiles ratées, des sphères de gaz d’un volume à peine supérieur à celui d’une planète géante comme Jupiter pour une masse maximale proche de ۸ % de la masse du Soleil(۰,۱ % pour Jupiter).Les naines brunes produisent un peu de chaleur, essentiellement en se contractant lentement, ce qui permet à leurs couches externes d’atteindre des températures comprises entre ۲ ۰۰۰ °C et ۱ ۰۰۰ °C, mais elles se refroidissent inéluctablement avec le temps et rayonnent faiblement dans le domaine infrarouge, d ' où la difficulté pour les observer. Les premières naines brunes ont été détectées il y a moins de vingt ans et la découverte du système binaire Luhman ۱٦AB, grâce aux observations du télescope spatial infrarougeWISE(NASA), a été annoncée par Kevin Luhman(université de Pennsylvanie) en mars ۲۰۱۳. Sa très grande proximité offrait l’occasion d’observer des naines brunes à une précision sans précédent.Les résultats publiés par Ian Crossfield et al. sont exceptionnelsà plus d’un titre. Il s’agit en effet de la première carte de la surface d’une naine brune établie avec un tel degré de détails, et du premier suivi de la variabilité de l’éclat de certaines régions d’une naine brune donnant des informations sur l’évolution de son atmosphère en profondeur. Comme l’explique Ian Crossfield, l’auteur principal de l’article deNature: «des observations antérieures suggéraient l’existence de marbrures à la surface des naines brunes, mais, à présent, nous sommes en mesure de les cartographier. Ce que nous observons est probablement une couverture nuageuse avec des trouées, comme ce que l’on peut voir sur une planète géante comme Jupiter.»On peut comparer cette carteà une version à très basse résolution des cartes météorologiques de notre planète. Cependant, Ian Crossfield affirme que: «dans l’avenir, nous serons capables d’observer les formations nuageuses se former, évoluer et disparaître.» Il prétend même que: «des exométéorologistes seront peut - être capables d’annoncer un jour à un visiteur de Luhman ۱٦B si le ciel sera couvert ou dégagé!» On comprend, bien sûr, qu’il s’agit d’une boutade, car, outre le léger problème du voyage interstellaire, il ne faut pas oublier que Luhman ۱٦B est une naine brune. Ainsi, même si elle rayonne infiniment moins que le Soleil, son atmosphère connaît tout de même des températures proches de ۱ ۱۰۰ °C qui ne sont guère compatibles avec la vie humaine. À de telles températures, Ian Crossfield précise ainsi que: «l’atmosphère de Luhman ۱٦B, essentiellement composée d’hydrogène, pourrait également contenir des gouttelettes de fer en fusion!»Sur cette animation, les régions sombres correspondraient à la couche nuageuse supérieure plus froide et les régions brillantes(orange) seraient des couches inférieures plus chaudes visibles dans les trouées de la couche externe. Les techniques utilisées ne permettent pas de révéler d ' éventuelles bandes nuageuses comme on en voit sur les planètes géantes gazeuses du Système solaire. © ESO / Ian CrossfieldL’astronome Beth Biller(université d’Édimbourg), co - auteure de l’article dansNatureet auteure principale d’un autre article sur Luhman ۱٦A et B(Astrophysical Journal Letters), confirme que les observations à haute résolution et à sept différentes longueurs d’onde de la naine brune Luhman ۱٦B, qui tournent en moins de ۵ heures sur elle - même, ont permis de démontrer que l’éclat des régions plus ou moins lumineuses change avec le temps. Elle précise: «nous avons appris que le comportement de l’atmosphère de cette naine brune est très complexe. La structure de la couverture nuageuse varie fortement en fonction de la profondeur et cela ne peut pas être expliquée avec une seule couche de nuages.» Sur les images qui illustrent cet article, les régions sombres correspondraient à la couche nuageuse supérieure plus froide et les régions brillantes(orange) seraient des couches inférieures plus chaudes visibles dans les trouées de la couche externe. Les observations montrant également que les structures détectées évoluent assez rapidement, un suivi continu de Luhman ۱٦B sur plusieurs jours pourrait révéler leur formation, leur évolution et leur disparition: les prévisions météorologiques ne sont donc pas si éloignées, mais elles ne concerneront pas les voyageurs intersidéraux, du moins, pas tout de suite.Sur cette illustration réalisée à partir des données observationnelles collectées par Ian Crossfield et al. la différence réelle de luminosité entre les régions représentées en noir et celles qui sont représentées en orange est de ۱۰ % environ. On distingue clairement une région plus brillante proche du pôle de la naine brune Luhman ۱٦B, peut - être du même type que les vortex mis en évidence sur des planètes du Système solaire comme Jupiter et Saturne. Luhman ۱٦B tourne en ٤, ۹ heures sur elle - même. © ESO / Ian CrossfieldAvec ces observations, les chercheurs vont pouvoir élaborer des modèles bien plus précis du fonctionnement atmosphérique des naines brunes. Mieux, ces modèles pourront être mis à l’épreuve avec les prochaines observations de Luhman ۱٦B, surtout si elles sont réalisées avec des instruments encore plus précis, comme le nouveau spectrographe infrarouge SPHERE qui doit très prochainement être mis à la disposition des chercheurs au VLT. Dans quelques années, les télescopes géants comme le E - ELT de l’ESO, ce télescope de ۳۹ m de diamètre qui sera installé au Chili d’ici à ۲۰۲۲, devraient permettre la réalisation de cartes météorologiques de naines brunes beaucoup plus lointaine et celles d’exoplanètes géantes. À quand la première carte météo d’une exoplanète de type terrestre?NoteL’appellation officielle du système dans lequel se trouve la naine brune Luhman ۱٦B dans les catalogues est WISE J۱۰٤۹۱۵.۵۷-۵۳۱۹۰٦. ۱AB. Kevin Luhman ayant déjà découvert ۱۵ systèmes stellaires binaires, il est plus aisé de parler de Luhman ۱٦AB pour le système binaire et de Luhman ۱٦A et B pour les deux composantes dans leur ordre d’éclat.Ian Crossfield vous propose de télécharger un fichier pdf à imprimer qui vous permettra de fabriquer un cube représentant Luhman ۱٦B ou, un peu plus délicat, un origami de cette même naine brune.SourcesMapping Patchy Clouds on a Nearby Brown Dwarf, Crossfield et al.Nature(۳۰ janvier ۲۰۱٤).Weather on the Nearest Brown Dwarfs: Resolved Simultaneous Multi - Wavelength Variability Monitoring of WISE J۱۰٤۹۱۵.۵۷-۵۳۱۹۰٦. ۱AB, Biller et al.,Astrophysical Journal Letters(Volume ۷۷۸, Issue ۱, article id. L۱۰).HST Spectral Mapping of L / T Transition Brown Dwarfs Reveals Cloud Thickness Variations, Daniel Apai et al. Communiqué du Max Planck Institut for Astronomy Communiqué de l'observatoire européen austral Spectrographe CRIRES (VLT-ESO) Spectrographe SPHERE (VLT-ESO) Le télescope E-ELT (ESO)