Les astronomes ont enfin résolu le mystère de longue date concernant la naine brune Gliese 229 B, découvrant qu'il ne s'agit pas d'un seul corps, mais d'une paire de naines brunes étroitement liées qui orbitent l'une autour de l'autre. Cette incroyable découverte a permis d'acquérir de nouvelles connaissances sur la nature de ces objets substellaires, tout en apportant un nouvel éclairage sur la compréhension de leur évolution et de leur dynamique. Les deux corps du système, désignés Gliese 229Ba et Gliese 229Bb, orbitent l'un autour de l'autre tous les 12 jours, formant ainsi l'un des systèmes binaires de naines brunes les plus étroitement liés jamais découverts. Cette découverte ouvre la voie à de nouvelles recherches, notamment parce qu'elle fournit des informations supplémentaires sur le développement et les caractéristiques de tels objets substellaires, qui occupent leur place entre les étoiles et les géants gazeux.

Les naines brunes sont des objets fascinants qui se situent à la limite entre les étoiles et les planètes, et leur masse est suffisamment grande pour que des réactions thermonucléaires se produisent, mais pas suffisamment grande pour que celles-ci soient stables comme dans de véritables étoiles. Avec la découverte de Gliese 229 B en 1995, les scientifiques ont découvert que cette naine brune possède du méthane dans son atmosphère, ce qui est caractéristique des géants gazeux comme Jupiter, mais pas des étoiles. Cependant, même après près de 30 ans d'observations, la luminosité de cet objet est restée inexplicablement faible compte tenu de sa masse estimée à 70 fois celle de Jupiter. L'analyse a conclu que la raison de cette discordance dans les observations était que Gliese 229 B se compose en réalité de deux corps – Gliese 229Ba et Gliese 229Bb – avec des masses respectives de 38 et 34 fois celle de Jupiter. La luminosité combinée de ces corps correspond maintenant à ce qui serait attendu pour un système de cette masse.

Une équipe d'astronomes de Caltech, dirigée par le doctorant Jerry W. Xuan, a utilisé deux technologies clés pour révéler la nature binaire de Gliese 229 B. La première technologie impliquait l'instrument GRAVITY sur le Très Grand Télescope de l'Observatoire Européen Austral au Chili, qui combine la lumière de quatre télescopes différents et permet des mesures de distance extrêmement précises et une résolution spatiale. La deuxième technologie impliquait l'instrument CRIRES+, qui permet la détection des signatures spectrales des deux corps. Grâce à ces méthodes, ils ont réussi à révéler qu'une des naines brunes se déplace vers nous tandis que l'autre s'éloigne, ce qui indique une danse orbitale des deux corps qui gravitent l'un autour de l'autre tous les 12 jours.

La découverte de la nature binaire de Gliese 229 B soulève de nombreuses nouvelles questions sur la façon dont se forment de telles paires de naines brunes étroitement liées. Il existe diverses théories suggérant que ces paires peuvent se former à l'intérieur de disques tourbillonnants de matière entourant de jeunes étoiles. Selon une théorie, le disque de matière se fragmente en deux parties, qui deviennent ensuite liées gravitationnellement après une rencontre rapprochée. Étant donné que Gliese 229 B est si proche de son étoile hôte, les théories sur la formation de telles paires intriguent davantage les astronomes, car elles suggèrent la possibilité de former d'autres systèmes binaires similaires ou même des exoplanètes binaires, ce qui n'a pas été observé jusqu'à présent dans une telle mesure. Il est possible que les mêmes mécanismes soient également en jeu dans la formation de paires de planètes autour d'autres étoiles, ouvrant de nouvelles dimensions dans l'exploration des systèmes exoplanétaires.

Gliese 229 B n'est pas seulement la première naine brune découverte, mais elle est maintenant, avec la découverte de sa nature binaire, devenue l'un des objets les plus fascinants de sa catégorie. Le système binaire orbite autour d'un centre de masse commun, tandis que l'ensemble du système orbite autour d'une étoile naine M qui est plus petite et plus froide que notre Soleil tous les 250 ans. Leur distance est seulement 16 fois supérieure à la distance entre la Terre et la Lune, ce qui signifie que les corps sont extrêmement proches les uns des autres et donc fortement liés gravitationnellement. Cela est également important car les systèmes binaires comme celui-ci peuvent fournir des données clés pour comprendre comment se forment des systèmes plus complexes dans l'univers.

Selon les mots de Xuan, Gliese 229 B a longtemps été considéré comme un exemple prototypique de naine brune, mais nous savons maintenant que notre compréhension était incomplète. Cette découverte n'est que le début d'un nouveau chapitre dans l'étude des objets substellaires. À l'avenir, d'autres recherches sont attendues grâce à des instruments avancés tels que le Keck Planet Imager et Characterizer (KPIC) et HISPEC, un instrument actuellement en cours de développement à Caltech et dans d'autres laboratoires. Ces instruments permettront d'approfondir notre compréhension des systèmes binaires et d'aider à comprendre la dynamique de ces systèmes cosmiques complexes.

De nouvelles découvertes suggèrent que des systèmes binaires similaires de naines brunes ou même d'exoplanètes pourraient attendre d'être découverts. De tels systèmes ne sont pas seulement fascinants en eux-mêmes, mais ont également un impact profond sur notre compréhension de la formation des étoiles et des planètes. Étant donné que les naines brunes sont des objets qui allient les caractéristiques des étoiles et des planètes, leur étude approfondie peut aider à comprendre comment se forment et évoluent les systèmes stellaires. Les systèmes binaires de naines brunes comme Gliese 229Ba et Gliese 229Bb pourraient fournir la clé pour comprendre la formation de structures cosmiques complexes et fournir des données qui amélioreront notre compréhension de l'univers.

L'existence de naines brunes binaires comme Gliese 229Ba et Gliese 229Bb montre comment les avancées technologiques permettent de découvrir des phénomènes de plus en plus subtils et complexes dans l'univers. Ces systèmes représentent un défi particulier pour l'observation car ils se trouvent souvent à des distances très proches et leur lumière est faible. Cependant, grâce aux avancées de la technologie des télescopes, nous sommes désormais capables d'explorer ces objets mystérieux avec une plus grande précision que jamais auparavant. L'univers regorge de secrets non découverts, et chaque nouvel instrument développé nous permet de voir plus loin et plus profondément que jamais, révélant la complexité et la beauté des danses cosmiques comme celle entre Gliese 229Ba et Gliese 229Bb. Le premier naine brune connue qui est en réalité un système binaire ouvre la voie à la découverte de nombreux systèmes similaires et suscite un nouvel enthousiasme pour l'exploration de l'univers, nous permettant de mieux comprendre la dynamique et l'évolution des objets substellaires ainsi que leur rôle dans les processus cosmologiques.

Source : California Institute of Technology