Samedi-sciences (141): ciel nuageux sur la naine brune

Le mauvais temps s’étend-il au-delà du système solaire ? Une équipe d’astronomes américains a découvert des indices de nuages d’eau sur un astre distant de 7,3 années-lumière de la Terre, soit moins du double de la distance qui nous sépare d’Alpha du Centaure, le système stellaire le plus proche du soleil. Si la découverte est confirmée, ce serait la première fois que l’on observe des nuages formés d’eau au-delà du système solaire, explique la revue Science.

Ces nuages ont été détectés autour d’une naine brune, une étoile ratée, qui ne brille pas parce qu’elle n’est pas assez massive pour entretenir des réactions nucléaires dans son noyau. Celle qui nous intéresse ici a été découverte par Kevin Luhman, de l’université d’État de Pennsylvanie, à partir d’images réalisées par le télescope à infra-rouges Wise de la Nasa, entre 2010 et 2011. Elle a été nommée Wise J0855-0714.

Jacqueline Faherty, astronome à la Carnegie Institution de Washington, a étudié la naine brune sous toutes ses coutures. L’objet ressemble à une planète géante comme Jupiter, dont elle a à peu près les dimensions, mais elle est trois à dix fois plus massive. De plus elle est solitaire, ce qui permet de l’observer sans être gêné par l’éclat d’une autre étoile, et c’est l’un des astres les plus proches du système solaire.

Son observation n’en est pas moins difficile, du fait qu’elle est petite, froide et très peu lumineuse. C’est pourquoi elle n’a pas été découverte à partir d’un observatoire terrestre. Jacqueline Faherty et son équipe ont eu les plus grandes difficultés à capter des images infra-rouges de WISE J0855-0714 à l’aide du télescope Magellan Baade, installé à l'observatoire de Las Campanas, au Chili (il y a deux télescopes Magellan, Baade et Clay). En analysant ces images, l’équipe d’astronomes a conclu qu’elles correspondent à une naine brune entourée de nuages d’eau (en fait de glace) ainsi que de sulfure de sodium. Ces nuages couvrent environ la moitié de la naine brune.

Réflexion faite, il ne pleut pas sur la naine brune : elle est trop froide, sa température étant légèrement en-dessous de la température de congélation de l’eau. Mais les chercheurs sont très intéressés par la perspective de la présence de nuages d’eau hors du système solaire. Même au sein du système solaire, on n’a observé de tels nuages que sur la Terre et Mars. Les planètes géantes comme Jupiter et Saturne sont entourées de nuages faits de glace d’ammoniac qui couvrent les nuages d’eau. Vénus, elle, est totalement enveloppée de nuages d’acide sulfurique.

D’autre part, de la vapeur d’eau a déjà été observée dans l’atmosphère de planètes extrasolaires, mais il ne s’agissait pas de véritables nuages. L’observation faite sur la naine brune est donc une nouveauté, dont l’intérêt est qu’elle pourrait aider à la découverte d’autres systèmes analogues au système solaire. Mais il faudra d’abord confirmer l’existence des nuages d’eau. Pour cela, il faudra effectuer une analyse spectrale. Ce qui va demander un certain temps. L’astre est tellement peu lumineux que l’observation spectrale nécessitera un instrument de nouvelle génération, comme le télescope spatial James-Webb, développé par la Nasa avec les agences spatiales européenne et canadienne, qui doit succéder à Hubble. Il devrait être lancé en 2018.