Nouveau naine brune massive découverte

13 août 2023 rapport

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par Tomasz Nowakowski, Phys.org

Les astronomes rapportent la découverte d'un nouveau nain brun massif en utilisant le Télescope transitoire Zwicky (ZTF). L'objet nouvellement détecté est environ 80 fois plus massif que Jupiter et orbite une étoile de faible masse. Les résultats ont été détaillés dans un article publié le 28 juillet sur le serveur de prépublications arXiv.

Les nains bruns (BD) sont des objets intermédiaires entre les planètes et les étoiles, occupant la plage de masses entre 13 et 80 masses joviennes (0,012 et 0,076 masses solaires). Bien que de nombreux nains bruns aient été détectés à ce jour, ces objets orbitant autour d'autres étoiles sont rares.

Récemment, une équipe d'astronomes dirigée par Kareem El-Badry du California Institute of Technology (Caltech) a découvert un tel nain brun rare. Lors d'une recherche de binaires à éclipses de faible masse, ils ont détecté un système composé d'une étoile de type M-naine et d'un nain brun, qui a reçu la désignation ZTF J2020+5033.

« Cet article présente la découverte d'un BD dans une binaire avec une période orbitale beaucoup plus courte que tout autre système de ce type découvert à ce jour. La découverte a été rendue possible par le Télescope transitoire Zwicky (ZTF), qui fournit des courbes de lumière de haute qualité pour des étoiles significativement plus faibles que les autres enquêtes ayant été utilisées pour détecter les nains bruns en transit jusqu'à présent », expliquent les chercheurs.

Le nain brun dans ZTF J2020+5033 a la taille de Jupiter mais sa masse est d'environ 80,1 fois supérieure à celle de la plus grande planète du système solaire, ce qui le place à la limite entre stellaire et substellaire, légèrement en dessous de la limite de combustion de l'hydrogène. La température effective de l'objet est estimée à 1691 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 a été estimée à 2856 K.

Selon l'étude, la binaire est située 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 en fait le nain brun en transit avec la période la plus courte connue.

Les astronomes ont noté qu'avec une période orbitale aussi courte, ZTF J2020+5033 est également beaucoup plus compact que les autres binaires connues avec des nains bruns en transit.

« Les deux composants devaient être nettement plus grands quand ils étaient jeunes que maintenant, ce qui implique que l'orbite s'est considérablement rétrécie par effet de 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 l'hypothèse courante dans de nombreux modèles d'évolution binaire », 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 nains bruns en transit, ce qui suggère que les nains bruns en orbites de courte période ne sont pas particulièrement rares.

Informations de la revue : arXiv

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