Une mystérieuse aurore sur une « naine brune »

Le télescope spatial James Webb est décidément un outil extraordinaire… Lancé en décembre 2021, et totalement opérationnel 6 mois après, il a permis aux astronomes de la NASA de plonger dans les profondeurs vertigineuses de l'univers. De nombreux objets célestes très lointains ont été cartographiés et la composition chimique de leurs atmosphères analysée… Or, la NASA a annoncé le 9 janvier avoir détecté une étrange lueur autour d'une « naine brune ». Ce terme désigne une étoile avortée ou, dans les termes scientifiques, un objet céleste dont la masse est trop faible pour être une étoile (c'est-à-dire en dessous du seuil pour permettre la fusion thermonucléaire de l'hydrogène). Notre « naine brune » est cependant plus massive qu'une planète géante (entre 13 et 75 fois Jupiter comme référence). Contrairement à une « naine jaune » comme le Soleil, la « brune » brille peu. On postulait son existence depuis les années 60, mais elle n'a été confirmée que 3 décennies plus tard.

Cette étoile ratée est donc discrète : en brûlant du deutérium, elle émet des rayonnements visibles uniquement dans l'infrarouge, pendant quelques centaines de millions d'années. W1935, une naine brune à 47 années-lumière de la Terre, a attiré l'œil inquisiteur du télescope spatial : une lueur ressemblant à une aurore boréale l'entoure. Des émissions infrarouges émanent du méthane de son atmosphère, indiquant de l'énergie à haute altitude. Les astronomes sont interloqués : d'où provient cette énergie ? Comme l'a indiqué Jackie Faherty, du musée d'histoire naturelle de New York, (voir l'article de Fox News en lien), en charge de la mission d'observation : « On s'attendait à trouver une couche de méthane dans l'atmosphère de W1935 car toutes les naines brunes présentent cette caractéristique… Mais, toutes les autres absorbent la lumière : l'énergie baisse à mesure qu'on monte en altitude. Or, c'est l'inverse avec W1935 : la température augmente dans sa stratosphère. »

Une telle inversion de température est un phénomène que les astronomes ont déjà constaté dans le cas d'objets proches d'une étoile. Ce n'est pas la cas avec W1935… Et les modèles informatiques de la NASA n'arrivent pas à interpréter l'observation car il n'y pas de source de chaleur à proximité sous la forme d'une étoile active. W1935 luit toute seule dans le noir semble-t-il. C'est le seul objet céleste situé en dehors de notre système solaire sur lequel on observe une aurore boréale – c'est aussi le plus froid de sa catégorie (200°C). Les vents solaires sont les principaux facteurs d'une aurore boréale – or W1935 n'a pas de « naine jaune » à proximité comme notre soleil. Les lunes actives comme Io et Enceladus pour Jupiter et Saturne respectivement jouent un rôle dans la manifestation d'aurore boréales dans l'atmosphère de ces 2 planètes. On compte par exemple sur Io pas moins de 400 volcans actifs aux éruptions gigantesques. Y aurait-il une lune active gravitant autour de W1935 ?

C'est la première fois que l'on découvre des émissions de méthane (interprétées comme le signe d'une aurore boréale) dans la stratosphère d'un corps céleste en dehors de notre système solaire. C'est donc la preuve que ce phénomène n'est pas unique à l'environnement de notre Terre. Il reste à comprendre ce qui se cache derrière le mystère de la « naine brune » qui luit… Le télescope James Webb a coûté 10 milliards de dollars – mais les découvertes déjà faites grâce à cet outil sont considérables en moins de 3 ans. Les astronomes, avec cette loupe de haute technologie, s'attendent à des progrès majeurs dans la compréhension de l'univers…