Pour leur découverte, les chercheurs ont utilisé les données de l’observatoire satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ainsi que de télescopes au sol en Arizona et au Chili, pour caractériser l’objet en transit BD-14 3065b.
Avec une masse de 12,4 masses de Jupiter et un rayon de 1,9 rayons de Jupiter, BD-14 3065b est la deuxième naine brune en transit la plus faible densité observée. La première place est occupée par l’objet Rik 72b, très jeune (cinq millions d’années) et chaud, contrairement au BD-14 3065b vieux de 2,3 milliards d’années.
« Les naines brunes sont des objets gazeux qui naissent très chauds. C’est alors qu’ils sont naturellement les plus gros. Au fur et à mesure qu’ils refroidissent, leur taille diminue. Alors que la grande taille d’un objet jeune comme le RIK 72b est attendue et bien comprise, le BD-14 3065b devrait être 2 fois plus petit pour son âge. Expliquer sa taille était une énigme intéressante”, a expliqué Ján Šubjak de l’Institut astronomique de l’Académie des sciences de la République tchèque, qui est le principal auteur de l’étude publiée dans la revue scientifique Astronomie et astrophysique.
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Outre cet expert slovaque travaillant à l’Académie tchèque des sciences, ses collègues tchèques et étrangers ont participé à l’étude.
Qu’est-ce qu’une naine brune ?
Une naine brune est définie comme un objet gazeux situé entre les étoiles et les planètes. Cependant, contrairement aux étoiles, elle ne brûle pas d’hydrogène lors d’une réaction thermonucléaire. Mais elle brûle du deutérium, ce qui la différencie des planètes.
- Le deutérium est un atome avec un noyau 2H, qui possède un proton et un neutron dans son noyau et se distingue de l’hydrogène ordinaire notamment par son poids atomique. On lui attribue souvent le symbole chimique D, même s’il ne s’agit pas d’un élément différent.
La combustion se produit de manière très intense à un jeune âge, car les naines brunes naissent très chaudes et la vitesse des réactions thermonucléaires dépend fortement de la température. La combustion continue jusqu’à ce que l’approvisionnement en deutérium soit épuisé ou que la naine brune devienne trop froide pour continuer à brûler. Cela dépend de la masse de la naine brune. Les plus massifs brûleront toutes leurs réserves très rapidement, tandis que les moins massifs (qui se trouvent juste à la limite planétaire, soit environ 12 masses de Jupiter) se refroidiront sans brûler toutes leurs réserves de deutérium.
Interaction intense avec une étoile proche
BD-14 3065b orbite très près de son étoile avec une période orbitale de seulement 4,3 jours à un sixième de la distance entre notre Mercure et le Soleil. À une telle proximité, le rayonnement de l’étoile et l’interaction des marées avec l’étoile sont très intenses.
Selon les scientifiques, la clé pour comprendre la taille du BD-14 3065b réside dans l’énergie distribuée à l’intérieur de l’objet en raison des interactions avec l’étoile.
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Grâce à l’étude des exoplanètes gazeuses proches des étoiles, nous connaissons plusieurs mécanismes qui réchauffent leur intérieur, provoquant leur expansion.
« Cependant, dans ce cas, chacun de ces mécanismes s’est avéré insuffisamment énergétique pour expliquer l’ampleur observée. Cependant, comme l’objet se trouve à la frontière entre une exoplanète et une naine brune, il a probablement brûlé du deutérium à un rythme très lent pendant la majeure partie de sa vie, et le deutérium représente toujours une source d’énergie inutilisée. Une augmentation de la température interne due à l’interaction avec l’étoile augmentera considérablement la vitesse des réactions thermonucléaires, à l’aide desquelles nous pouvons déjà expliquer la taille observée”, a expliqué Šubjak, qui travaille également au Centre d’astrophysique de l’Université Harvard. et la Smithsonian Institution aux États-Unis.
La combustion massive du deutérium a commencé relativement récemment
Mais le BD-14 3065b a tourné autour de son étoile toute sa vie. Alors pourquoi n’a-t-il pas épuisé ses réserves de deutérium depuis longtemps ?
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La raison, selon les astronomes, est le fait que l’étoile autour de laquelle elle orbite a récemment quitté la séquence dite principale et est devenue une « naine rouge », doublant presque sa taille.
« C’était la pièce la plus importante du puzzle. La récente augmentation de taille a intensifié l’interaction entre les corps et la quantité d’énergie accumulée dans le BD-14 3065b. Cela signifie qu’une combustion aussi violente du deutérium n’a commencé que récemment”, a ajouté Šubjak.
C’est-à-dire à l’âge avancé de l’objet.
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2024-06-27 20:17:25
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