Les étoiles

Les naines brunes

Les naines brunes forment une classe d'astres originale, de masse intermédiaire entre les planètes et les étoiles.

En raison de sa masse trop faible, la température et la pression en son coeur ne sont pas suffisantes pour démarrer ou maintenir les réactions de fusion nucléaire. C'est en quelque sorte une étoile avortée. Mais contrairement aux planètes, elle rayonne un peu de sa propre chaleur. Une naine brune peut, à une certaine époque, avoir réussi à démarrer des réactions de fusion, mais n'avoir jamais atteint un état stable et avoir fini par "s'éteindre". Si les réaction de fusions n'ont jamais eu lieu, sa chaleur provient de l'effondrement gravitationnel durant la phase de formation de cet astre.

La plupart des naines brunes flottent seules dans l'espace, ce qui confirme qu'elles se forment comme des étoiles et non comme des planètes. Aujourd'hui, on considère qu'une naine brune doit avoir une masse supérieure à 13 fois celle de Jupiter et inférieure à 0,07 masse solaire car au-dessus de cette masse, les réactions de fusion peuvent s'enclencher durablement. Le seuil de 13 masses joviennes a été choisi car il s'agit de la masse inférieure à laquelle un astre peut bruler du deutérium. Il s'agit aussi de la limite supérieure en masse pour les objets détectés par vitesse radiale en orbite autour de certaines étoiles. Une autre définition de la limite séparant les planètes des naines brunes a aussi été proposée, une naine brune se distingue d'une planète géante, par les mécanismes qui ont mené à sa formation. Une naine brune nait de la fragmentation d'un nuage moléculaire, tout comme les étoiles, et les planètes naissent dans l'effondrement local d'un disque présent autour d'une étoile.

La découverte d'une naine brune entourée d'un disque protoplanétaire (voir Cha 110913-773444) laisse à supposer que la formation des planètes, sous-produits naturels de la formation stellaire, est possible aussi autour des naines brunes.

Observation d'une naine brune autour de laquelle orbite une planète

Observation de la naine brune 2M1207 autour de laquelle orbite une planète.


On qualifie une naine brune de froide à 1000°C, et de chaude à partir de 2000°C. La chaleur émise par une naine brune n'est plus que le résidu de sa formation (ce type d'astre ne produisant pas d'énergie). Une jeune naine brune sera donc plutôt chaude, puis se refroidira lentement au cours de son existence. Il est intéressant de noter que les jeunes naines brunes ont des températures de surface semblables à celles des étoiles peu massives et plus âgées et en sont presque indifférentiables. Ce n'est qu'après quelques dizaines à quelques centaines de millions d'années (dépendant de la masse de la naine brune) que celles-ci atteignent les températures des étoiles les plus froides (environ 1800 K). Quand les naines brunes atteignent des âges de plusieurs milliards d'années, elles ont des températures de surface allant de 400 K à 1000 K.

Les naines brunes ne sont pas facilement observables, puisqu'elles n'émettent qu'un faible rayonnement dans l'infrarouge.

C'est seulement depuis le milieu des années 1990 qu'on a pu établir leur existence.

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