Variabilité et climat des naines brunes et exoplanètes géantes

Des travaux réalisés à l’Observatoire du Mont-Mégantic ont permis de détecter pour la première fois la signature de nuages à la surface d’une naine brune froide. Les naines brunes ont des périodes de rotation relativement courtes, de l’ordre de quelques heures. Si des nuages sont répartis de manière irrégulière à la surface d’une naine brune, il est alors possible d’observer des variations périodiques de sa brillance au cours de sa rotation.

Figure 1. Flux de SIMP0136+0933 au cours de 4 nuits étalées sur 1 semaine. Une variabilité est clairement observable, signe de la présence de nuages à la surface de cette naine brune de 900 °C.

En observant la naine brune SIMP0136+0933 pendant plusieurs nuits, un objet ayant une température de 900 °C, nous avons pu détecter une variation de son flux toutes les 2, 4 h, signe de la présence de nuages. De plus, la forme de la courbe de lumière évoluait de nuit en nuit (voir la figure 1), signe que les modèles nuageux à la surface de SIMP0136+0933 changent de forme au bout de quelques jours. Cette découverte publiée en 2009 a mené à la recherche de variabilité similaire sur d’autres objets, en collaboration, entre autres, avec des chercheurs de Toronto (exemples : 1, 2). Ces résultats ont permis d’établir que la variabilité des naines brunes froides vient de la présence de nuages de poussières (oxyde de titane, hydrure de fer) dans lesquels des trouées sont présentes, ce qui permet d’apercevoir par endroit les régions beaucoup plus chaudes et dépourvues de poussières situées sous les nuages.

Ce type de phénomène a maintenant été observé sur des planètes géantes, et il est probable que les instruments à bord du télescope JWST permettront de détecter la signature de motifs nuageux à la surface des planètes géantes comme celles de HR 8799.