La fusion nucléaire est ce qui sépare les étoiles des planètes. Les étoiles sont suffisamment massives pour fusionner de l’hydrogène dans leur noyau, alors que les planètes ne le sont pas. Mais entre ces deux catégories se trouvent les naines brunes, qui sont suffisamment massives pour subir une fusion nucléaire, mais pas l’hydrogène. Les plus grands d’entre eux sont chauds et ressemblent à des étoiles. Les plus petits d’entre eux sont à peine assez chauds pour cuire une pizza.
Les plus petites étoiles fusionnant avec de l’hydrogène sont connues sous le nom de naines rouges. Elles sont connues sous le nom de naines de type M et leur masse minimale est d’environ 78 masses de Jupiter. Les naines rouges autour de cette masse ont à peu près la taille de Jupiter, mais avec une plus grande densité. Ils sont également beaucoup plus chauds, avec une température de surface d’environ 2 800 K, par rapport aux 165 K froids de Jupiter.
Entre 65 et 78 masses de Jupiter, le noyau central d’un corps suffit à faire fondre le lithium. En dessous de 65 masses de Jupiter mais au-dessus d’environ 13 masses de Jupiter, il y a suffisamment de masse pour faire fusionner le deutérium. Ni l’un ni l’autre ne produit beaucoup de chaleur, les naines brunes ne sont donc pas brillantes dans le spectre visible. Les astronomes les classent donc selon leur spectre infrarouge.
Les naines brunes les plus chaudes sont connues sous le nom de type L, avec des températures de surface comprises entre 1 300 et 2 000 K. Viennent ensuite les naines de type T avec des températures comprises entre 700 et 1 300 K. et les naines Y avec des températures comprises entre 300 et 700 K. À l’extrémité la plus froide de naines brunes, il semble un peu idiot de les traiter comme des objets ressemblant à des étoiles. Après tout, un objet plus petit que Jupiter avec une température de surface plus froide qu’une chaude journée d’été ne ressemble guère à une étoile. Alors, devrions-nous vraiment faire de la fusion du deutérium un seuil pour les naines brunes ? Pourquoi ne pas simplement les appeler planètes ? Après tout, même une planète comme la Terre est chauffée en partie par la désintégration nucléaire. Il est également difficile d’obtenir une masse précise pour les petites naines brunes, ce qui rend difficile de déterminer de quel côté elles tombent sur le seuil de masse des naines brunes.
Une approche alternative consiste à regarder si elles peuvent être vues aux longueurs d’onde radio. Les vraies étoiles émettent beaucoup de lumière radio. Ils ont de puissants champs magnétiques et des plasmas denses qui les rendent radio brillants. Les naines brunes froides, en revanche, n’émettent pas beaucoup de lumière radio. À cet égard, elles ressemblent à de grosses planètes, qui n’émettent pour la plupart que de l’infrarouge. Il y a des planètes telles que Jupiter qui émettent de la lumière radio en raison des aurores, mais pas en tant que corps global. Et si la limite pour un corps en forme d’étoile était de savoir s’il émettait beaucoup de lumière radio ?
Il s’avère qu’une naine brune radio-brillante peut toujours être assez cool. Les astronomes ont récemment observé les émissions radio d’une naine brune portant le nom étrange WISE J062309.94?045624.6. C’est une naine brune de type T avec une masse d’environ 40 Jupiters et une température de surface d’environ 700 K, soit 425 °C. C’est assez chaud selon les normes humaines, mais carrément cool par rapport aux 5 700 K du Soleil.
Les astronomes ne savent pas exactement comment un corps aussi froid peut générer de la lumière radio, mais une forte possibilité est une combinaison d’un champ magnétique puissant et d’une rotation rapide. Cela pourrait générer le genre d’effet dynamo qui émettrait des rafales de lumière radio. Ce n’est que le premier exemple d’une naine brune ultrafroide radio-brillante. Si nous pouvons trouver d’autres étoiles similaires, nous devrions être en mesure de comprendre le mécanisme derrière leurs émissions radio.
Référence: Rose, Kovi et al. “Émission radio périodique du T8 Dwarf WISE J062309. 94–045624.6. » Les lettres du journal astrophysique 951.2 (2023) : L43.
