L’observation de la naissance d’une naine brune a été publiée dans la revue Science du 6 juillet 2012. Une équipe internationale d’astrophysiciens de l’université de Paris- Diderot (CEA-CNRS), dirigée par Philippe André, a découvert la toute première étape de la formation d’une naine brune. La naine brune est une de ces étoiles de très faible masse qui est à peine plus massive qu’une planète. Actuellement, plusieurs centaines de naines brunes sont connues mais jusqu’à présent, le début de leur gestation était un mystère. Ainsi, grâce à l’interféromètre du Plateau de Bure, les scientifiques ont pu observer le ciel et la naine brune en ondes millimétriques. Le plateau de Bure est situé à 2.552 mètres d’altitude, dans le massif du Dévoluy dans les Hautes-Alpes françaises. Les chercheurs ont localisé une condensation de gaz et de poussières dont la température est à peine de 10 degrés au-dessus du zéro absolu et la masse seulement 2% de celle du Soleil. Ces caractéristiques sont exactement celles prévues pour que se forme une naine brune.

Déterminer la différence entre les étoiles et les planètes

Naturellement les astres de toute masse se forment dans l’univers, mais aujourd’hui les astronomes ont pu différencier la frontière qui existe entre les étoiles et les planètes. Ainsi, lorsque la masse de l’astre est inférieure à 8% de celle du Soleil, elle n’est pas assez chaude en son centre pour déclencher la réaction de fusion de l’hydrogène qui est la source d’énergie des étoiles. Par contre, si la masse est supérieure sensiblement à treize fois la masse de Jupiter, l’astre peut réaliser la fusion du deutérium, une variété plus lourde de l’hydrogène. Ainsi la masse, située entre 13 à 80 fois celle de Jupiter, définit les naines brunes: des astres ni vraiment étoiles, ni vraiment planètes. Les naines brunes sont situées dans cette zone intermédiaire.

Ce terme «naine brune» a été donné en 1975 par Jill Tarter, une astronome américaine. Elle définissait les étoiles de masse insuffisante pour entretenir une fusion d’hydrogène par «naine brune». Déjà, dans les années 1960, le Dr Kumar travaillait sur les problèmes de l’origine et de l’évolution des étoiles de faible masse. Cet astronome d’origine indienne définissait ses étoiles comme des astres à faible corps de masse qui sont incapables de soutenir le brûlage stable de l’hydrogène. Cependant, la première naine brune observée et confirmée l’a été en 1995. Elle se nomme Teide 1. Cet astre est situé à environ 400 années-lumière de la Terre. Elle se trouve dans la constellation du Taureau, dans l’amas ouvert des Pléiades.

Naissance d’une naine brune dans l’espace de Rho Ophiuchi

Les chercheurs ont observé la naine brune en formation et l’ont nommée Oph B-11. Ils ont vu une condensation de gaz et de poussières située au sein d’une vaste région de formation d’étoiles. Le nuage sombre de Rho Ophiuchi a été observé à environ 450 années-lumière de la Terre. Les calculs effectués au travers de l’interféromètre de l’IRAM a permis d’estimer que sa taille est d’environ 140 unités astronomiques, soit la taille approximative du système solaire. La naine brune en formation Oph B-11 n’a pas été vue dans l’infrarouge par le satellite Herschel. Les astronomes en déduisent que sa température n’excède pas 10K, soit -263°C. Ces signes distinctifs, additionnés à l’émission millimétrique détectée avec l’interféromètre de l’IRAM, indiquent que la masse du nuage ne dépasse pas 2 à 3% la masse du Soleil. Ces données correspondent exactement au domaine des naines brunes.

Philippe André, responsable de l’étude, indique dans un communiqué: «Nous avions choisi une zone particulière d’Ophiuchus, la région L1688, car il y règne une pression supplémentaire due à la turbulence qui pouvait favoriser la formation d’une naine brune». Il ajoute: «De plus, une source non résolue en ondes submillimétriques y avait déjà été découverte qui nous paraissait un candidat intéressant».

L’étoile Proxima Centaure proche de la terre de 4,22 années-lumière

Les naines brunes sont des astres peu brillants. Elles commencent seulement à être étudiées. Leur nombre dans la galaxie est estimé entre 50 à 100 milliards, soit de 20 à 40% des astres de la Galaxie, et il est possible qu’une de ces naines brunes, non détectées, soit plus près de la Terre. L’étoile la plus proche connue actuellement s’appelle Proxima du Centaure. Cette étoile fait partie d’un système de trois étoiles appelé Alpha Centauri C. C’est une naine rouge qui, comme son nom l’indique, est située dans la constellation du Centaure.

L’étoile Proxima Centaure est la plus proche de nous. Elle est située à 4,22 années-lumière, soit 270.000 fois la distance entre la Terre et le Soleil. Mais, Proxima est beaucoup trop faible pour être vue à l’œil nu. Cette découverte démontre que certaines naines brunes au moins se forment exactement comme les autres étoiles. Les chercheurs imaginent que des forces différentes de la gravité pourraient contribuer à la formation des étoiles. Par exemple, des mouvements turbulents au sein de la matière pourraient être responsables des filaments de matière découverts récemment dans les nuages par le satellite Herschel.