Les observations de Gemini North aident à fixer une limite de vitesse de rotation pour les naines brunes

Les astronomes de l’Université Western ont découvert les naines brunes qui tournent le plus rapidement. Ils ont trouvé trois naines brunes qui effectuent chacune une rotation complète environ une fois par heure. Ce taux est si extrême que si ces «étoiles défaillantes» tournaient plus vite, elles pourraient être sur le point de se déchirer. Identifiées par le télescope spatial Spitzer de la NASA, les naines brunes ont ensuite été étudiées par des télescopes au sol dont Gemini North, ce qui a confirmé leur rotation étonnamment rapide.

Trois naines brunes ont été découvertes en train de tourner plus vite que toutes les autres naines trouvées auparavant. Les astronomes de l’Université Western au Canada ont d’abord mesuré les vitesses de rotation de ces naines brunes à l’aide du télescope spatial Spitzer de la NASA et les ont confirmées par des observations de suivi avec le télescope Gemini North sur Maunakea à Hawai’i et le télescope Magellan Baade de la Carnegie Institution for Science au Chili. . Gemini North est l’un des deux télescopes qui composent l’Observatoire international Gemini, un programme du NOIRLab de la NSF.

“Il semble que nous ayons rencontré une limite de vitesse pour la rotation des naines brunes”, a déclaré Megan Tannock, étudiante diplômée en physique et astronomie à l’Université Western qui a dirigé la découverte. “Malgré des recherches approfondies, par notre propre équipe et d’autres, aucune naine brune n’a été trouvée pour tourner plus vite. En fait, des rotations plus rapides peuvent conduire une naine brune à se déchirer.”

Les naines brunes sont, tout simplement, des étoiles ratées. Ils se forment comme des étoiles mais sont moins massifs et ressemblent davantage à des planètes géantes [1].

L’astronome de Tannock et de l’Université Western Stanimir Metchev a travaillé avec des collaborateurs internationaux pour trouver trois naines brunes en rotation rapide tournant autour de leurs axes une fois par heure. C’est environ 10 fois plus rapide que la normale [2], et environ 30 pour cent plus rapide que les rotations les plus rapides précédemment mesurées dans de tels objets.

Les astronomes ont utilisé de grands télescopes au sol, Gemini North à Hawai’i et Magellan Baade au Chili, pour confirmer les rotations rapides. Ils l’ont fait en mesurant les altérations de la lumière des naines brunes causées par l’effet Doppler et en utilisant un modèle informatique pour faire correspondre ces modifications aux vitesses de rotation. [3]. Les chercheurs ont découvert que ces naines brunes tournent à une vitesse d’environ 350000 kilomètres par heure (environ 220 000 miles par heure) à leur équateur, ce qui est 10 fois plus rapide que Jupiter.

“Ces naines brunes inhabituelles tournent à des vitesses vertigineuses”, a déclaré Sandy Leggett, astronome à Gemini North qui étudie les naines brunes. “À environ 350 000 kilomètres à l’heure, la gravité relativement faible des naines brunes les maintient à peine ensemble. Cette découverte passionnante de l’équipe de Tannock a identifié des limites de rotation au-delà desquelles ces objets peuvent ne pas exister.”

L’équipe a d’abord identifié les taux de rotation rapides en utilisant le télescope spatial Spitzer de la NASA pour mesurer la rapidité avec laquelle la luminosité des objets variait. “Les naines brunes, comme les planètes avec des atmosphères, peuvent avoir de grandes tempêtes météorologiques qui affectent leur luminosité visible”, a expliqué Metchev. “Les variations de luminosité observées montrent à quelle fréquence les mêmes tempêtes sont vues lorsque l’objet tourne, ce qui révèle la période de rotation de la naine brune.”

Les résultats de l’équipe seront publiés dans un prochain numéro de The Astronomical Journal.

Remarques

[1] Il existe quatre planètes géantes connues dans le système solaire: Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

[2] Les étoiles, les naines brunes et les planètes tournent généralement autour de leur axe une fois toutes les 10 heures ou plus lentement. Par exemple, la Terre tourne autour de son axe une fois toutes les 24 heures tandis que Jupiter et Saturne prennent environ 10 heures. Le Soleil tourne autour de son axe en moyenne tous les 27 jours. Le taux de rotation du Soleil varie avec la latitude, ses régions équatoriales effectuant une rotation en environ 25 jours et les régions polaires tournant une fois tous les 35 jours environ.

[3] Lorsque chaque naine brune tourne, la lumière de l’hémisphère tournant vers nous apparaît décalée vers le bleu tandis que la lumière de l’hémisphère se détournant de nous apparaît décalée vers le rouge à cause de l’effet Doppler. Cela provoque un élargissement des raies d’absorption dans le spectre de la naine brune (étirées à la fois vers l’extrémité rouge du spectre et l’extrémité bleue du spectre). En faisant correspondre cet élargissement à un modèle informatique, les astronomes ont déterminé à quelle vitesse chaque naine brune tourne.

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