Des scientifiques citoyens contribuent à la découverte de deux naines brunes exotiques

Publié par Adrien le 15/07/2020 à 09:00
Source: Université de Montréal
Les naines brunes se forment à partir du gaz interstellaire, comme les étoiles, mais leur masse n'est pas suffisamment grande pour que s'amorcent des réactions nucléaires stables en leur coeur. Elles sont toutefois plus massives que des planètes; on les nomme parfois "super-Jupiter" pour cette raison. On peut établir leurs propriétés en étudiant l'intensité de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs...) qu'elles émettent à différentes longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...), ce qu'on appelle leurs couleurs. Ces mesures ou spectroscopie permettent aux astronomes de déterminer leur composition chimique et leur température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...).


Représentation artistique d'une naine brune. En dépit de leur nom, ces astres ne sont pas de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) brune. Ils prennent plutôt une teinte magenta ou rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) orangée à nos yeux, selon leur température et leur couverture nuageuse. Crédit: William Pendrill

"Ces deux naines brunes, découvertes grâce à l'aide de scientifiques citoyens et citoyennes, ont des propriétés lumineuses qui diffèrent beaucoup des autres naines brunes que l'on connaissait", déclare l'astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) Adam Schneider, de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) d'État de l'Arizona.

Selon les chercheurs, ces naines brunes pourraient être parmi les plus anciennes jamais observées. En effet, l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) interstellaire était différent à l'époque où elles se sont formées, et elles ont ainsi conservé une composition chimique particulière que les chercheurs arrivent à définir en étudiant leurs propriétés lumineuses. Ces deux naines brunes sont tellement massives qu'il leur aurait fallu accumuler à peine plus de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe...) au moment de leur formation pour qu'elles amorcent la fusion nucléaire (La fusion nucléaire (dite parfois thermonucléaire) est, avec la fission, l’un des deux principaux types de réactions nucléaires appliquées. Il ne faut...) de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) en leur coeur et ainsi naître en tant qu'étoiles.

Adam Schneider est l'auteur principal de l'article, récemment accepté par The Astrophysical Journal, qui décrit ces découvertes et leurs conséquences potentielles. Remarquée pour la première fois il y a quelques années, l'une de ces deux naines brunes est située dans une région du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) où règne une grande densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour les...) d'étoiles (dans le plan de la Galaxie), rendant son étude difficile.

M. Schneider a pu confirmer que l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...) se déplaçait rapidement entre les années 2010 et 2017 en utilisant un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus grande rentabilisation...) appelé WiseView, créé par Dan Caselden, un citoyen passionné d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être...). Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) laisse fortement penser que la naine brune se trouve dans le voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la continuité qui...) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...).

"WiseView permet de faire défiler les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) comme un petit film, explique l'astronome. Il est ainsi plus facile de voir si un objet se déplace avec le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) par rapport aux étoiles d'arrière-plan, qui nous paraissent immobiles."

Un autre scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) amateur, Arttu Sainio, a également noté avec WiseView, de façon indépendante, que cet astre se déplace rapidement.

La deuxième naine brune présentée a été découverte indépendamment par quatre autres mordus d'astronomie: Paul Beaulieu, Sam Goodman, William Pendrill et Austin Rothermich. Comme Dan Caselden et Arttu Sainio, ces astronomes amateurs participent à un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) de science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que...) citoyenne financé par la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale...), nommé Backyard Worlds: Planet (Un Planet est un site Web dynamique qui agrège le plus souvent sur une seule page, le contenu de notes, d'articles ou de billets publiés sur des blogs ou sites Web afin d'accentuer leur visibilité et de faire ressortir des...) 9.

Ce projet permet à tous et toutes de prendre part à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également...) de nouveaux astres aux confins de notre système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui...). Les participants qui ont découvert WISE 0414 ont passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent....) des centaines d'images captées par la mission WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA au peigne fin, à la recherche de déplacements subtils au fil du temps qui peuvent être détectés aisément par l'oeil humain.

"La découverte de ces deux naines brunes montre que M. et Mme Tout-le-Monde peuvent réellement contribuer à la science, dit Adam Schneider. Grâce à Backyard Worlds, des milliers de gens travaillent ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) pour trouver des objets très étranges dans le voisinage du Soleil."

Une fois les objets repérés par les amateurs, les astronomes professionnels utilisent la spectroscopie en lumière infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des...) pour déterminer leurs propriétés physiques et confirmer leur nature.

Jonathan Gagné, ancien chercheur postdoctoral Banting de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherche sur les exoplanètes à l'Université de Montréal (L’Université de Montréal est l'un des quatre établissements d'enseignement supérieur de Montréal au Québec. Elle est l'une des dix grandes universités du...) et maintenant conseiller scientifique au Planétarium (Le terme planétarium désigne le dôme présentant une reproduction du ciel avec ses constellations et ses étoiles, et, par métonymie le projecteur...) Rio Tinto Alcan, est membre de l'équipe scientifique du projet Backyard Worlds. C'est lui qui a analysé les données spectroscopiques de la deuxième naine brune, obtenues au télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument...) Magellan Baade de l'Observatoire de Las Campanas au Chili.

"J'ai été vraiment surpris quand j'ai vu le spectre de WISE 0414 pour la première fois", se souvient-il. J'ai dû refaire l'analyse plusieurs fois, en utilisant différentes méthodes de calibration, pour me convaincre qu'il n'y avait pas d'erreurs. Les propriétés lumineuses de cette naine brune sont vraiment différentes de tous les objets que j'avais vus auparavant."

La découverte de ces deux naines brunes inhabituelles, rendue possible par la collaboration fructueuse entre scientifiques et férus d'astronomie, donne bon espoir aux spécialistes de trouver d'autres objets aux caractéristiques étonnantes dans l'avenir.

"Quand nous nous contentons de chercher des naines brunes en nous basant sur les couleurs de celles déjà connues, nous risquons de passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) à côté des naines brunes aux propriétés inhabituelles, mentionne Adam Schneider. Ces deux nouvelles découvertes nous aideront à définir les paramètres à surveiller pour révéler d'autres naines brunes similaires."
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