![Les deux images du haut sont les images de découverte de DENIS-J055146.0-443412 avec le relevé DENIS, respectivement dans le rouge (à gauche) et dans l'infrarouge proche (à droite). Les images du bas, de meilleure résolution et plus profondes, ont été prises avec le NTT. Elles révèlent la binarité de DENIS-J055146.0-443412.
© LAOG. Denis. ESO.[...]](/sites/institut_insu/files/styles/top_left/public/gallery_image/b1316.jpg?itok=0Ccf7y7- "Les deux images du haut sont les images de découverte de DENIS-J055146.0-443412 avec le relevé DENIS, respectivement dans le rouge (à gauche) et dans l'infrarouge proche (à droite). Les images du bas, de meilleure résolution et plus profondes, ont été prises avec le NTT. Elles révèlent la binarité de DENIS-J055146.0-443412.
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Un système binaire de très faible masse "hors normes"
Une équipe européenne(1) vient de découvrir un système binaire extrêmement rare (appelé DENIS-J055146.0-443412AB) constitué de deux naines brunes séparées par une grande distance d'environ 200 unités astronomiques(2). L'existence de cet objet remet en cause notre compréhension de la formation des naines brunes et des étoiles de très faible masse. En effet, le scénario le plus souvent évoqué, dans lequel ces objets ne sont pas créés de la même manière que les étoiles, ne peut pas former ce type de couples de très faible masse et fortement séparés. Par conséquent, la découverte de ce système binaire implique que naines brunes et étoiles naissent de manière similaire.
La compréhension de la formation des étoiles est aujourd'hui l'un des enjeux majeurs de l'astrophysique. Les étoiles se forment par l'effondrement d'un nuage moléculaire et lorsque l'on calcule la masse typique(3) des grumeaux en effondrement qui formeront les étoiles nous obtenons la masse du Soleil. Le problème est que depuis 10 ans de très nombreuses naines brunes sont découvertes, or ces objets qui ne peuvent déclencher en leur sein les réactions nucléaires de fusion de l'Hydrogène, ont une masse inférieure à 0,072 fois celle du Soleil. Les équations classiques de la formation stellaire ne peuvent expliquer comment d'aussi petits objets peuvent se former.
Une solution proposée est que les naines brunes se forment comme dans un jeu de billard. Les étoiles naissent proches les unes des autres et s'attirent alors via la force de gravitation, ce qui provoque des réarrangements constants de leurs positions. Dans ce jeu, certaines proto-étoiles se font bousculer plus que d'autres et sont éjectées de leur zone de formation alors qu'elles n'ont pas encore fini de grossir. Elles resteront des étoiles avortées : soit des étoiles de très faible masse, soit des naines brunes n'ayant pas attiré à elles suffisamment de masse pour déclencher une réaction nucléaire. Avec ce scénario, seules des binaires de faible séparation, avec des distantes de moins de 20 unités astronomiques, peuvent survivre à l'éjection, les binaires de grande séparation étant "cassées" lors de l'éjection.
DENIS-J055146.0-443412, une étoile de très faible masse de type spectral M8, juste un tout petit peu plus massive qu'une naine brune, s'est ainsi révélée être escortée d'un compagnon d'encore plus faible masse(4). Le couple se situe à 100 années-lumière de nous, et les deux composantes sont distantes l'une de l'autre de 200 unités astronomiques. Les spectres infrarouges, pris aussi au NTT, confirment que les deux objets forment une binaire de grande séparation. Cet objet n'a clairement pas pu se former via le scénario de l'éjection(5). Les naines brunes peuvent donc se former d'une autre façon. Le plus probable est que naines brunes et étoiles se forment selon les mêmes processus d'effondrement d'un nuage moléculaire mais les équations classiques de la formation stellaire doivent être revues en prenant en compte des phénomènes - liés à la turbulence ou au champ magnétique - pouvant expliquer la formation d'objets d'aussi faible masse.
Sources
"The first wide ultracool binary dwarf in the field: DENIS-J055146.0-443412.2": M. Billeres, X. Delfosse, J.-L Beuzit, T. Forveille, L. Marchal and E. L. Martin; A&A 440 (2005) L55-L58.
Notes
- Cette équipe comprend :
- Malvina Billères, ESO ;
- Xavier Delfosse, Jean-Luc Beuzit , Thierry Forveille, Lydie Marchal, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble, unité mixte de recherche : CNRS, Université de Grenoble 1, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ;
- Eduardo Martìn, Instiut d'Astrophysique des Canaries
- 1 unité astronomique = 150 millions de km.
- appelée masse de Jeans.
- Les objets étudiés par cette équipe sont soit des naines brunes (objets ayant une masse inférieure à 0.072 fois celle du Soleil et qui ne peuvent déclencher en leur sein les réactions nucléaires de fusion de l'Hydrogène) soit des étoiles de très faible masse à peine plus massives que des naines brunes (mais qui ont pu déclencher les réactions de fusion de l'Hydrogène). Ces deux types d'objets se forment de manière similaire. En l'état de nos connaissances sur DENIS-J055146.0-443412AB le plus probable est que la primaire soit une étoile de très faible masse (de l'ordre de 0.08 fois la masse du Soleil) et que la secondaire, un peu moins massive, soit très proche de la frontière entre naine brune et étoile sans que l'on puisse dire à quelle catégorie elle appartient.
- Un objet similaire, une naine brune binaire séparée, a été découverte l'année dernière dans une zone de formation stellaire. Il s'agissait d'un objet jeune de quelques millions d'années, alors que DENIS-J055146.0-443412AB est un objet plus ancien, situé dans le disque galactique et dit « du champ ».