récapitulatif: naines brunes

[Fitz]

J'adore tout ce qui est planètes extra solaires et naines brunes. Mais le problème est qu'il n'y à pas grand chose sur ces dernières sur le net...

 

Alors j'ai rassemblé tout ce que je savais en un petit topo, dites moi ce que vous en pensez:

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Les naines brunes peuvent être considérées des étoiles avortées, mort-nées. Elles n'ont jamais été assez massives pour s'enflammer comme de vraies étoiles, mais sont beaucoup plus massives et chaudes que les planètes.

 

Définition

 

Une naine brune se distingue d'une étoile par le fait que sa masse est insuffisante pour provoquer la pression nécessaire pour fusionner le protium (isotope le plus léger de l'hydrogène) dans son noyau. La limite pour un astre de la même composition que Jupiter est de 75 fois celle de la planète géante, au delà, c'est une étoile.

 

Au delà de 13 fois la masse de Jupiter, la pression à l'intérieur du noyau de l'astre est suffisante pour enclencher la fusion du deutérium (un isotope plus lourd de l'hydrogène). A partir de cette masse, un astre n'est donc plus une planète.

 

Une autre définition ne prend pas en compte la masse de l'astre, mais son mode de formation: une naine brune se formerait par effondrement d'un nuage de gaz comme les étoiles, à la différence des planètes qui naissent dans un disque protoplanètaire.

 

Apparence

 

 

Les types spectraux de naines brunes

 

Les naines brunes peuvent être classées en 4 classes spectrales: les naines brunes M, L, T et Y. Ces classes sont définies par la température de l'astre mais on peut aussi y voir une évolution chronologique: une naine brune jeune sera de type M puis se refroidira sur plusieurs millions (milliard? ça doit être long à refroidir 50 masses joviennes)d'années pour finalement devenir une naine brune Y.

 

Les naines brunes M sont les plus chaudes et les plus jeunes, elles ressemblent en tout point aux étoiles les plus petites (naines rouges) si ce n'est au niveau de la masse. Ces naines brunes tirent leur énergie de la fusion nucléaire du deutérium. Comme les jeunes étoiles, les naines brunes M peuvent présenter des jets de matière bipolaires.

 

Les naines brunes L sont plus froides que les M. Elles présentent des nuages de poussières en bandes parallèles composées d'oxydes métalliques. Lorsque ces naines brunes se refroidissent, des éclaircies apparaissent dans les nuages, dévoilant l'intérieur de l'astre et donnant l'impression qu'il est plus chaud et lumineux. Ces naines brunes ainsi que les suivantes ne tirent plus leur énergie de la fusion nucléaire mais de la compression gravitationnelle

 

Les naines brunes T présentent les signatures spectroscopiques du méthane et du monoxyde de carbone. Elles émanent une faible lueur magenta (voir bleue).

 

Les naines brunes Y sont les plus froides. Elles ressemblent aux géantes gazeuses de type I comme Jupiter et Saturne avec des nuages de glace d'ammoniac.

 

Taille

 

Il est logique de penser qu'un astre 50 fois plus massif que Jupiter est en conséquence beaucoup plus large que notre planète géante; il n'en est rien. En effet la masse d'une naine brune est telle, que la force de gravité l'emporte sur la pression des gaz et des liquides qui la composent.

 

Ainsi, bien qu'étant essentiellement composées d'éléments légers comme l'hydrogène et l'hélium, une naine brune une composition essentiellement solide. Cette compression peut aller plus loin et les gaz peuvent être dans des états physiques exotiques comme l'hydrogène métallique ou la glace super-ionique.

 

En résumé, les planètes supermassives et les naines brunes dépassent rarement le diamètre de Jupiter. Une naine brune récemment découverte en est un bon exemple: Corot-exo-3 b est légèrement plus petite que Jupiter alors que sa masse est 20 fois plus importante!

 

Structure interne

 

La structure interne d'une naine brune se raproche plus de celle d'une étoile que d'une planète. Il n'y a aucune différentiation de couches, l'intérieur d'une naine brune est en convection, brassage des éléments assurant une composition homogène quelque soit la profondeur.

 

Formation

 

Les naines brunes se forment comme les étoiles, c'est à dire souvent seules dans des nuages de gaz interstellaires; à la différence des planètes qui naissent dans un disque d'accrétion. Cela dit, la possibilité que certaines naines brunes soit nées comme des planètes ou par collision entre plusieurs planètes n'est pas exclue.

 

Planètes et disques de débris

 

Une naine brune peut présenter un disque protoplanètaire où peuvent naitre des planètes. Deux à trois naines brunes ont déjà été découvertes avec des planètes, et de nombreuses ont des disques de débris.

 

Détection et étude

 

Les naines brunes sont trouvées souvent isolées à la différence des planètes. Elles sont détectées le plus souvent dans l'infrarouge car elle en émettent beaucoup plus que les étoiles. Un spectre peut être déduit de ces émissions, donnant des caractéristiques comme la température et la composition de leur atmosphère.

 

Les méthodes utilisées pour trouver des exoplanètes permettent également de trouver des naines brunes. La détection par vitesse radiale donne une valeur assez précise de la masse de l'astre et une étude en infrarouge peut ensuite être envisagée.

 

La méthode de transit permet de connaitre de façon précise le rayon de la naines brune, les données de vitesse radiale et en infrarouge permettent d'affiner des caractéristiques.

 

Naines brunes remarquables

Gliese 229 B est la première naine brune découverte.

 

Teide 1 est la première naine brune solitaire découverte.

 

Epsilon Indi A (a/b) est la première naine brune binaire.

 

2M1207 est la première naine brune avec un disque d'accrétion, une planète et des jets bipolaires.

 

 

DENIS-P J020529.0-115925 (A/B/C) est la première naine brune ternaire.

 

CFBDS0059 est la naine brune la plus froide connue (type spéctral Y).

 

Corot-Exo-3b est la naine brune la plus dense connue (deux fois plus dense que le platine).

 

MOA-2007-BLG-192-L est la première naine brune avec une planète tellurique.

[Fitz]

Mise à jour

[ChiCyg]

Alors j'ai rassemblé tout ce que je savais en un petit topo, dites moi ce que vous en pensez

Je trouve que tu n'insistes pas assez sur la définition de base de la naine brune : un corps qui, faute d'une masse suffisante, ne peut pas fusionner l'hydrogène en son centre. (Je ne savais pas ce qu'était le protium : j'ai appris que c'était l'isotope le plus courant de l'hydrogène 1H ).

 

Le problème est de déterminer la masse à partir de laquelle un objet déclenche des réactions de fusion de l'hydrogène et si cette masse dépend de la composition initiale et/ou des conditions de formation.

 

Comme l'hydrogène ne fusionne pas l'objet est privé de source d'énergie donc il va se refroidir progressivement après sa formation. (La fusion du deuterium qui peut se faire à plus basse température que celle de l'hydrogène n'est une source d'énergie que très provisioire vue sa faible quantité).

 

Contrairement aux étoiles qui passent l'essentiel de leur vie sur la séquence principale à brûler leur hydrogène (un temps d'autant plus long qu'elles sont de faibles masses), les naines brunes vont perdre progressivement de la chaleur et donc "glisser" constamment et progressivement vers un spectre (un type spectral) de plus en plus "froid".

 

Une "jeune" naine brune pourra donc être de type spectral M comme les naines rouges (qui sont des "étoiles"). Il est donc difficile de distinguer entre une jeune naine brune et une naine rouge qui brûle tranquille son hydrogène et qui a un âge canonique .

 

Il faut voir que ces objets sont très peu brillants :

 

. leur magnitude absolue (telle qu'on la percevrait à dix parsec soit 32 années-lumière) est entre 15 et 20 (10 000 à 1 000 000 de fois moins d'énergie que le soleil) !

. de plus, ils rayonnent leur énergie très peu dans le visible, principalement dans l'infrarouge.

[Fitz]

j'ai changé, c'est mieux ainsi?

 

que doit-je changer ou rajouter pour que l'article soit à la fois le plus complet et le plus facilement compréhensible.

[ChiCyg]

Les naines brunes sont trouvées souvent isolées à la différence des planètes.

Je ne sais pas si les naines brune sont souvent isolées. Les planètes c'est sûr que non à moins que tu penses à des corps isolés de la taille d'une planète ?

 

Je crois comprendre que si la distinction naine brune / étoile est relativement nette, c'est moins le cas entre naine brune et planète :

Si l'objet gravite autour d'une étoile, elle sera considérée comme une planète ou une naine brune dans une binaire ?

J'ai cru comprendre que la limite était la capacité à bruler le deuterium soit environ 13 masses joviennes et plus, mais : il est parfois question de naine brune qui sont incapables de brûler leur deuterium, et d'autre part de superplanètes de plus de 13 masses joviennes.

 

On peut prendre la définition selon la formation de l'objet :

. planète : formées dans un disque planétaire,

. naine brune : formée par effondrement d'un nuage protostellaire.

 

Il semble qu'il puisse y avoir des naines brunes isolées à partir de 5 masses joviennes et des superplanètes formées dans un disque planétaire jusqu'à 15 masses joviennes ... pas faciles à distinguer ...

 

Je sais, je t'aide pas, mais je n'en sais pas plus que toi

[Fitz]

Une naine brune en orbite autour d'une étoile sera toujours une naine brune, mais je ne suis pas sur que l'étoile soit alors "binaire".

 

Pour les naines brunes incapables de brules du deutérium, ce soit soit des naines brunes plus froides que les M (elles l'ont entièrement brulé) soit des planèmos (planetary mass object). Les planèmos ne sont ni vraiment des planètes ni des naines brunes, car elles sont trop légères pour bruler du deutérium mais naissent par efondrement d'un nuage de gaz comme les naines brunes et les étoiles.

 

Bref, les planèmos méritent leur propre articles

 

Et non il n'y a aucune planète de plus de 13 masses joviennes, ce sont bien des naines brunes bien qu'elles soit nées dans un disque protoplanètaires.

Pour me répéter: si elles ont plus de 13Mj elles peuvent enclencher des réaction de fusion, ce ne sont donc pas des planètes.

[Fitz]

encore quelques rajouts.

 

des idées pour une intro?

[Jeff Hawke]

encore quelques rajouts.

 

des idées pour une intro?

 

Tu pourrais les introduire avec leur histoire. Que sont-elles ? (je n'y connais rien, faut que je lise ton post )

 

Des jeunes, porteuses des promesses de l'étoile glorieuse qu'elle deviendront ? Des souvenirs tristes et sombres d'anciennes géantes rouges, qui attendent leur dernière heure dans la solitude ? Des individus marginaux, rebelles, qui se tiennent farouchement en dehors de la séquence Hertz Sprung Russell quelque chose ? Une fragrance de notre passé ou une allusion à notre devenir ?

[Fitz]

Les naines brunes peuvent être considérées des étoiles avortées, mort-nées. Elles n'ont jamais été assez massives pour s'enflammer comme de vraies étoiles, mais sont beaucoup plus massives et chaudes que les planètes.

 

c'est mieux?

[Forrest Gump]

Merci Fitz pour cette synthèse

Pour moi c'est une bonne initiative

Je vais le récupérer pour mes fiches

[Fitz]

Je vais le publier sur mon site (dont je donnerais le lien un de ces 4 avec des illustrations et tout