Des astronomes ont estimé que la Voie lactée pourrait contenir environ une naine brune pour deux autres étoiles, triplant ainsi potentiellement une estimation précédente qui nous laissait nous demander où elles se cachaient toutes.
Les nouvelles recherches sont basées sur un amas d’étoiles situé en dehors du voisinage immédiat de notre système solaire, ce qui suggère que notre coin de galaxie n’est pas exactement typique en matière de production d’étoiles.
En 2012, les observations effectuées par le Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA sur des amas d’étoiles proches ont indiqué que seule une étoile sur sept était une naine brune, ce qui est inférieur au ratio de 1:1 auquel les astronomes s’attendaient.
Ces résultats étranges ont été considérés comme préliminaires, et maintenant, en tournant leur regard un peu plus loin de chez eux, une équipe internationale d’astronomes a découvert, à son grand soulagement, que notre galaxie compte beaucoup plus de ces soleils sombres qu’il n’y paraissait au départ.
Les naines brunes se situent quelque part entre une planète et une étoile de la séquence principale, en ce sens qu’il s’agit d’objets massifs qui ne parviennent pas à comprimer suffisamment leur matière pour déclencher une réaction de fusion.
Elles présentent donc un intérêt particulier pour les astrophysiciens qui veulent savoir comment naissent les étoiles.
Ces “étoiles ratées” ne brillent pas autant que leurs soeurs plus grandes et plus performantes, mais elles peuvent atteindre des masses de l’ordre de 90 fois la masse de Jupiter, soit environ 10 % de la masse de notre Soleil.
Comme elles sont plutôt ternes, elles sont difficiles à repérer, ce qui limite la chasse aux naines brunes aux amas d’étoiles situés à moins de 1 500 années-lumière – juste au-dessus de la barrière du système solaire dans une galaxie de 100 000 années-lumière.
Après être tombés sur un amas contenant un nombre inattendu de naines brunes, les chercheurs ont utilisé le Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral, situé dans le nord du Chili, pour analyser les étoiles d’un amas lointain appelé RCW38, un jeune groupe d’étoiles situé à 1,7 kiloparsecs (un peu plus de 5 500 années-lumière).
Sa densité et sa richesse en étoiles massives en faisaient un endroit idéal pour étudier la formation des naines brunes dans un tel environnement et vérifier si les découvertes précédentes étaient des anomalies.
Il s’avère que les astronomes n’avaient pas tort quant à la fréquence des étoiles ratées.
“Nous avons trouvé beaucoup de naines brunes dans ces amas. Et quel que soit le type d’amas, les naines brunes sont vraiment communes. Les naines brunes se forment aux côtés des étoiles dans les amas, et nos travaux suggèrent donc qu’il existe un très grand nombre de naines brunes”, explique Aleks Scholz, de l’université de St Andrews, en Écosse.
Heureusement, les étoiles sont suffisamment chaudes pour émettre une faible lueur dans l’infrarouge. Ainsi, même si elles ne se distinguent pas de la brillance des autres étoiles proches, elles peuvent être vues.
Pour détecter les faibles corps de naines brunes dans l’amas, les astronomes ont utilisé une technologie qui tient compte des distorsions de l’atmosphère terrestre, ainsi qu’une caméra infrarouge à haute résolution et un spectromètre.
D’après leurs calculs, il pourrait y avoir entre 25 et 100 milliards d’étoiles naines brunes dans la Voie lactée, avec une étoile défaillante pour 2 à 5 étoiles de la séquence principale.
Cela place les amas proches de notre système solaire à l’extrémité inférieure du spectre.
Les naines brunes étant si difficiles à repérer, les chercheurs sont volontairement prudents dans leurs estimations. Il est donc probable que pour chaque étoile brillante dans la galaxie, il y en a une autre qui n’était tout simplement pas assez grosse pour briller.
“Ce sont des habitants omniprésents de notre galaxie, la Voie lactée”, explique Ray Jayawardhana, de l’université York au Canada.
Avec la découverte récente que presque toutes les étoiles naissent avec au moins un jumeau, il est possible qu’il y ait beaucoup de rivalité fraternelle céleste au-dessus de nos têtes.
Les travaux de recherche sont actuellement disponibles sur le site arXiv.org et seront présentés à la réunion nationale d’astronomie de cette année au Royaume-Uni.