Jupiter est une planète géante gazeuse, tellement énorme qu’il existe même des étoiles qui sont plus petites qu’elle. La plus petite étoile connue de notre galaxie est une naine brune, c’est à dire une étoile qui produit de l’énergie grâce à la réaction de fusion nucléaire du deuterium, un atome plus lourd de l’hydrogène. Elle possède un rayon moyen de 59 000 km, quand Jupiter a un rayon moyen de 69 911 km. Donc pourquoi la planète Jupiter avec son énorme taille est une planète et pas une étoile? Malgré sa taille inférieure à celle de Jupiter, l'étoile EBLM J0555-57Ab a une masse 85 fois supérieure et ça permet d’enclencher la réaction de fusion nucléaire.
Fig.: 1 Illustration d’artiste représentant les cinq naines brunes découvertes avec le satellite TESS. Ces objets sont tous en orbite étroite de 5 à 27 jours (au moins 3 fois plus proche que Mercure du soleil) autour de leurs étoiles hôtes beaucoup plus grandes. © 2021 Creatives Commons Attribution-
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Mais la fusion du deutérium est moins efficace et la lumière est beaucoup plus faible que celle des étoiles. C’est pourquoi les scientifiques qualifient les naines brunes souvent comme d’étoiles "ratées". «Jusqu’à présent, nous n’avons caractérisé avec précision qu’une trentaine de naines brunes», précise Nolan Grieves, chercheur au Département d’astronomie de la Faculté des sciences de l’UNIGE. “Comparé aux centaines d’exoplanètes géantes que les astronomes connaissent en détail, c’est très peu". Mais en utilisant des techniques innovantes et des données collectées par le satellite chasseur d’exoplanètes Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la Nasa, l'équipe de recherche internationale a caractérisé cinq compagnons en tant qu’objets d’intérêts (TOI) – TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 et TOI-1213. Ils ont des rayons compris entre 0,81 et 1,66 fois celui de Jupiter, mais sont par contre entre 77 et 98 fois plus massifs que lui. Ils ont aussi constaté que Jupiter ressemble étrangement aux naines brunes, avec les rayures plutôt que des taches à la surface (Fig.1). Les rayures dans leurs atmosphères révèlent des vents à grande vitesse, parallèles aux équateurs des naines brunes, semblables aux jet-streams terrestres. «Chaque nouvelle découverte révèle des indices supplémentaires sur la nature des naines brunes et nous permet de mieux comprendre comment elles se forment et pourquoi elles sont si rares», précise Monika Lendl, chercheuse au Département d’astronomie de l’UNIGE et membre du PRN PlanetS.