vendredi 19 mai 2017

Un jet de matière de près d'1 année-lumière émis par une naine brune


Les naines brunes, objets intermédiaires entre planètes géantes et petites étoiles, semblent se comporter comme des étoiles en accrétant un disque de matière autour d'elles qui peut ensuite produire des jets puissants.




C'est en utilisant le télescope SOAR de l'Inter-American Observatory qu'une équipe internationale a découvert ce spectaculaire jet de matière émanent d'une naine brune, nommée Mayrit 1701117.  Alors que les jeunes étoiles sont connues pour pouvoir montrer des jets de matière intermittents de plus d'une année-lumière,  appelé des jets de Herbig-Haro, c'est la première fois qu'un tel phénomène est observé sur une naine brune.
Naturellement de faible luminosité, les naines brunes sont beaucoup plus difficiles à étudier que les étoiles, mêmes les plus froides et les plus petites. Et pourtant, dans notre Galaxie, le nombre de naines brunes est probablement aussi important, si ce n'est plus, que celui des étoiles qui ont réussi à fusionner leur hydrogène.
La découverte de Basmah Riaz (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching) et ses collègues, acceptée pour publication dans The Astrophysical Journal, montre que les naines brunes se forment bien comme les étoiles. Mayrit 1701117 se situe à la périphérie du jeune amas sigma Ori (3 millions d'années). La masse totale de la naine brune et du gaz qui l'entoure a été évaluée à 36 fois la masse de Jupiter.
Le jet de matière détecté s'étend très exactement sur 0,7 années-lumière. Il a été imagé par l'émission particulière du soufre ionisé, qui apparaît vert sur l'image. Des bouffées apparaissent le long du jet, ce qui révèle que la perte de masse dans cette éjection et variable dans le temps. L'accrétion de matière doit donc subir des épisodes plus ou moins actifs.
Certes, des éjections de matière ont déjà été observées sur des naines brunes dans le passé, mais il s'agissait de "microjets", 10 fois moins longs que celui-là. Pour déceler le jet de Mayrit 1701117, les astronomes ont dû intégrer 30 minutes de lumière avec le télescope SOAR et son optique adaptative.
Cette observation vient confirmer l'idée selon laquelle les naines brunes se forment de la même façon que les étoiles, en s'entourant d'un disque de matière et en grossissant par l'accrétion de nuages de gaz moléculaire. Et cette étude va même plus loin en montrant que ces naines brunes grossissent par à coups, par un processus épisodique. 
Il peut paraître pas très intuitif qu'une éjection de matière soit associée à une acquisition de masse. Ce phénomène apparaît à cause d'un excès de moment cinétique du gaz en rotation : lorsque de grands nuages de gaz en rotation lente autour de la naine brune "tombent" finalement vers sa surface, une partie du gaz accélère et se met à tourner si vite qu'il ne peut plus rester en orbite et se retrouve éjecté. Le système naine brune - gaz a besoin de perdre ainsi du moment cinétique pour que la naine brune puisse gagner finalement de la masse. Ce même phénomène a été observé sur des étoiles jeunes.

Les chercheurs vont maintenant tenter de trouver d'autres exemples de jets de matière produits par ces naines brunes encore si mal connues.


Référence

First Large Scale Herbig-Haro Jet Driven by a Proto-Brown Dwarf
Basmah Riaz et al.  
sous presse, The Astrophysical Journal


Illustration 

Le jet de matière de Mayrit 1701117 imagé par le télescope SOAR (National Optical Observatory)

1 commentaire :

Pascal a dit…

Bonjour,

Vous dites, à propos du mécanisme d'éjection à l'origine du jet : "une partie du gaz accélère et se met à tourner si vite qu'il ne peut plus rester en orbite et se retrouve éjecté" ; cela semble suggèrer que le gaz est éjecté par la force centrifuge, mais dans ce cas on ne voit pas pourquoi elle formerait un jet collimaté, et de plus polaire. Le mécanisme généralement invoqué pour les jets de HH (comme en général pour les systèmes accrétants à toutes les échelles) met en jeu un champ magnétique bipolaire créé par le plasma en rotation du disque et canalisant la matière le long de ses lignes. Le jet est ensuite illuminé par le choc avec le milieu environnant.