Les astronomes rapportent la découverte d’une nouvelle naine brune massive à l’aide du Zwicky Transient Facility (ZTF). L’objet nouvellement détecté est environ 80 fois plus massif que Jupiter et orbite autour d’une étoile de faible masse. La découverte a été détaillée dans un article publié le 28 juillet sur le serveur de préimpression arXiv.
Les naines brunes (BD) sont des objets intermédiaires entre les planètes et les étoiles, occupant la gamme de masse entre 13 et 80 masses de Jupiter (0,012 et 0,076 masses solaires). Bien que de nombreuses naines brunes aient été détectées à ce jour, ces objets en orbite autour d’autres étoiles sont une trouvaille rare.
Récemment, une équipe d’astronomes dirigée par Kareem El-Badry du California Institute of Technology (Caltech) a trouvé une naine brune si rare. Lors d’une recherche de binaires à éclipses de faible masse, ils ont détecté un système composé d’une étoile naine M et d’une naine brune, qui a reçu la désignation ZTF J2020+5033.
« Cet article présente la découverte d’un BD dans un binaire avec une période orbitale beaucoup plus courte que tout autre système découvert à ce jour. La découverte a été rendue possible par le Zwicky Transient Facility (ZTF), qui fournit des courbes de lumière de haute qualité pour les étoiles nettement plus faibles. que d’autres enquêtes qui ont été utilisées pour détecter les BD en transit jusqu’à présent », ont expliqué les chercheurs.
La naine brune dans ZTF J2020+5033 a la taille de Jupiter mais sa masse est environ 80,1 fois supérieure à celle de la plus grande planète du système solaire, ce qui la place à la frontière stellaire/substellaire, légèrement en dessous de la limite de combustion de l’hydrogène. La température effective de l’objet est estimée à 1 691 K.
L’étoile du système est une naine M de type spectral M6, avec un rayon de 0,176 rayons solaires et une masse de 0,134 masses solaires. La température effective de cette étoile s’est avérée être de 2 856 K.
Selon l’étude, le binaire est situé à environ 445 années-lumière de la Terre. L’âge du système est estimé entre 5 et 13 milliards d’années, et sa période orbitale a été mesurée à seulement 1,9 heure, ce qui fait de la plus petite composante la naine brune en transit connue la plus courte.
Les astronomes ont noté qu’avec une période orbitale aussi courte, ZTF J2020 + 5033 est également beaucoup plus compact que d’autres binaires connus avec des naines brunes en transit.
« Les deux composants devaient être beaucoup plus grands lorsqu’ils étaient jeunes qu’ils ne le sont aujourd’hui, ce qui implique que l’orbite a rétréci de manière significative par le freinage magnétique. Cela suggère fortement que le freinage magnétique reste efficace en dessous de la limite entièrement convective dans au moins certaines étoiles, contrairement à la hypothèse commune dans de nombreux modèles d’évolution binaires », ont conclu les auteurs de l’article.
Ils ont ajouté que ZTF J2020 + 5033 est plus proche que 34 des 39 autres systèmes connus avec des naines brunes en transit, ce qui suggère que les BD sur des orbites à courte période ne sont pas particulièrement rares.
Plus d’information:
Kareem El-Badry et al, Une naine brune en transit sur une orbite de 2 heures, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2307.15729
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