Les astronomes estiment que la Voie lactée contient au moins 100 milliards de naines brunes - des objets stellaires qui n'ont pas réussi à se transformer en étoiles à part entière. Les recherches des scientifiques montrent à quel point ce type d'étoiles est réellement courant dans notre galaxie et à quel point elles participent activement à la formation de nouvelles étoiles. Les chiffres montrent que pour 2-3 étoiles d'autres classes, il y a au moins 1 naine brune.
Ce type d'objets spatiaux se distingue clairement des autres. Elles sont trop grandes et trop chaudes (15 à 80 fois plus massives que notre Jupiter) pour être classées comme planètes, mais trop petites pour être des étoiles à part entière - elles n'ont pas assez de masse pour maintenir une fusion d'hydrogène stable dans le noyau. Cependant, les naines brunes se forment initialement de la même manière que les étoiles ordinaires, c'est pourquoi elles sont souvent appelées étoiles défaillantes.
En 2013, les astronomes ont commencé à soupçonner que les naines brunes sont assez communes dans notre galaxie, comptant leur nombre approximatif dans la région de 70 milliards. Cependant, de nouvelles données présentées à la réunion nationale d'astronomie, tenue récemment à l'Université de Hull, en Angleterre, suggèrent qu'il pourrait y avoir environ 100 milliards de ces objets spatiaux dans notre galaxie. Considérant que l'ensemble de la Voie lactée peut contenir environ 400 milliards d'étoiles, le nombre de naines brunes est à la fois impressionnant et décevant.
Pour affiner les résultats, les astronomes ont étudié plus d'un millier de naines brunes situées dans un rayon ne dépassant pas 1500 années-lumière. Étant donné que les étoiles de cette classe sont très faibles, les observer à de plus longues distances est extrêmement difficile, voire impossible. La plupart des naines brunes que nous connaissons ont été trouvées dans de nouvelles régions de formation d'étoiles appelées amas. L'un de ces groupes est l'objet NGC 133, qui contient presque autant de naines brunes que d'étoiles ordinaires.
Cela a semblé très étrange à Alex Scholz de l'Université de St Andrews et à sa collègue Koralka Muzhich de l'Université de Lisbonne. Pour une compréhension plus détaillée de la fréquence de naissance des naines brunes à l'intérieur des amas d'étoiles de différentes densités, les chercheurs ont décidé de rechercher des naines plus éloignées dans l'amas d'étoiles plus dense RCW38.
Les astronomes ont utilisé la caméra à optique adaptative NACO sur le très grand télescope de l'ESO pour voir un amas éloigné à environ 5 000 années-lumière. Comme pour les observations précédentes, cette fois, les scientifiques ont également constaté que le nombre de naines brunes dans cet amas représente près de la moitié du nombre total d'étoiles qu'il contient, ce qui, à son tour, suggère que la fréquence de naissance des naines brunes ne dépend pas du tout de composition des amas d'étoiles.
Image couleur du noyau d'un amas d'étoiles jeune mais massif RCW 38, pour lequel les données ont été obtenues avec la caméra optique adaptative NACO installée au Very Large Telescope de l'ESO
«Nous avons trouvé un grand nombre de naines brunes dans ces grappes. Il s'avère que quel que soit le type d'amas, cette classe d'étoiles est assez courante. Et comme les naines brunes se forment avec d'autres étoiles en amas, nous pouvons en conclure qu'il y en a en effet beaucoup dans notre galaxie », commente Scholz.
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On peut parler d'un chiffre de 100 milliards. Cependant, il peut y en avoir encore plus. Rappelez-vous que les naines brunes sont des objets stellaires très sombres, de sorte que leurs représentants, même les plus faibles, ne pourraient tout simplement pas entrer dans le champ de visibilité des astronomes.
Au moment d'écrire ces lignes, les résultats des dernières recherches de Scholz attendaient un examen critique de la part de scientifiques extérieurs, mais les premiers commentaires sur ces observations à Gizmodo ont été donnés par l'astronome John Omira du Collège Saint Miguel, qui n'était pas impliqué dans le travail, mais pense que les chiffres qui y sont reflétés pourraient être sont corrects.
«Ils arrivent au nombre de 100 milliards, faisant beaucoup d'hypothèses pour cela. Mais en fait, la conclusion sur le nombre de naines brunes dans un amas d'étoiles est basée sur la fonction dite de masse initiale, qui décrit la distribution des masses d'étoiles dans l'amas. Lorsque vous connaissez une telle fonction et que vous savez à quelle fréquence la galaxie forme des étoiles, vous pouvez calculer le nombre d'étoiles d'un certain type. Par conséquent, si nous omettons quelques hypothèses, alors le chiffre de 100 milliards semble vraiment réel », a commenté Omira.
Et en comparant le nombre de naines brunes dans deux amas différents - avec une distribution d'étoiles dense et moins dense - les chercheurs ont montré que l'environnement dans lequel apparaissent les étoiles n'est pas toujours le facteur clé pour réguler la fréquence d'occurrence de ces types d'objets stellaires.
«La formation des naines brunes fait partie intégrante et universelle de la formation des étoiles en général», explique Omira.
Le professeur Abel Mendes du Laboratoire d'habitabilité planétaire, un autre astronome qui n'était pas non plus impliqué dans l'étude en question, dit que les chiffres du nouveau travail peuvent en effet avoir un sens, d'autant objets stellaires plus compacts que les plus grands.
«Les petites naines rouges, par exemple, sont beaucoup plus courantes que tous les autres types d'étoiles. Par conséquent, je dirais que les nouveaux chiffres sont plus vraisemblablement même la limite inférieure », dit Mendes.
Il y a bien sûr un inconvénient à cette fertilité des naines brunes. Un grand nombre d'étoiles échouées signifie également une diminution du potentiel d'habitabilité. Mendes dit que les naines brunes ne sont pas assez stables pour supporter ce qu'on appelle communément la zone habitable. En outre, tous les astronomes n'aiment pas le terme «étoiles défaillantes» lui-même.
«Personnellement, je préfère ne pas appeler les naines brunes des« étoiles ratées »car, à mon avis, elles ne méritent tout simplement pas le titre d'étoiles», commente Jacqueline Facherty, astrophysicienne à l'American Museum of Natural History.
«Je les appellerais plutôt« planètes envahies », ou simplement« superplanètes », car en termes d'indices de masse, elles sont néanmoins plus proches de ces objets astronomiques que des étoiles», explique le scientifique.
NIKOLAY KHIZHNYAK
