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La recherche en astrophysique au Planétarium : Partie 1 - Découvrir le voisinage du Soleil

Simulation par ordinateur de l’amas d’étoiles Mu Tau.
Credit: Jonathan Gagné
Simulation par ordinateur de l’amas d’étoiles Mu Tau.
  • Simulation par ordinateur de l’amas d’étoiles Mu Tau.
  • Vue d’artiste de l’exoplanète Au Mic b.
  • Représentation d’artiste d’un planémo.
  • Jonathan Gagné au sommet du Mauna Kea à Hawaï.
La recherche en astrophysique au Planétarium : Partie 1 - Découvrir le voisinage du Soleil

Passionné par les étoiles jeunes et les exoplanètes, le Dr Jonathan Gagné, astrophysicien et conseiller scientifique au Planétarium Rio Tinto Alcan, sonde la Galaxie pour mieux comprendre les objets qui peuplent la banlieue de notre Soleil.

Développer la recherche au Planétarium

Le directeur Olivier Hernandez, qui a été embauché en 2018, a eu comme mandat de développer la recherche au Planétarium Rio Tinto Alcan. C’est ainsi que Jonathan Gagné, un jeune chercheur québécois prolifique, a été recruté au printemps 2020. Son rôle en tant que conseiller scientifique consiste à diriger et développer la recherche en astrophysique au Planétarium.

Lors de ses études doctorales et postdoctorales, Jonathan s’est intéressé aux astres qui peuplent les régions avoisinantes de notre Soleil. Il a ainsi, étudié les étoiles jeunes qui peuvent cacher en leur orbite des exoplanètes (ou planètes hors du Système solaire) encore naissantes.

Les amas d’étoiles jeunes

Jonathan a pu identifier de nouveaux amas d’étoiles jeunes encore inconnus dans notre voisinage. Ces amas sont très intéressants, car ils regroupent des centaines d’étoiles du même âge. Cela nous permet de combiner plusieurs méthodes pour obtenir leur âge précis, une mesure difficile à estimer pour une étoile individuelle. L'âge d’une étoile nous renseigne beaucoup sur ses propriétés qui évoluent dans le temps et nous informe sur les exoplanètes entourant celle-ci ainsi qu'une meilleure compréhension sur ces mondes insolites et leurs premiers instants.

Étudier les naines brunes

En étudiant notre voisinage stellaire, Jonathan s’est aussi intéressé à une autre classe d’objets intrigants : les naines brunes. Ces astres sont plus massifs que les planètes géantes comme Jupiter, mais pas assez massives pour être une étoile. Elles forment le chaînon manquant entre les étoiles et les planètes. Ces objets, dont la température peut atteindre environ 3 000°C au début de leur vie pour les plus massives d’entre elles, se refroidissent au fil du temps. 

On peut trouver un grand nombre de naines brunes qui ne sont pas en orbite autour d’une étoile, car celles-ci peuvent naître directement au sein d’un nuage moléculaire, comme les étoiles. Ces naines brunes isolées ont l’avantage de ne pas être noyées dans les lueurs d’une étoile. On peut donc les observer facilement et étudier leurs caractéristiques permet de mieux comprendre comment les atmosphères gazeuses se comportent à de très basses températures (jusqu’à des températures sous les 0°C !).

Dénicher des planémos dans le ciel

On a récemment découvert certains astres isolés dont les propriétés (masse, température, taille) sont très similaires aux exoplanètes géantes. On ne sait toujours pas si ce sont des exoplanètes qui ont été expulsées de leur système stellaire, ou si ce sont des objets similaires aux naines brunes, qui se sont formés tout comme des étoiles. Ces planémos, comme on les appelle, sont très difficiles à repérer dans le ciel, car ils sont souvent peu brillants. En vieillissant, les planémos se refroidissent et deviennent encore moins brillants. Bien que difficiles à identifier, ces planémos représentent une rare opportunité d’étudier une atmosphère semblable aux exoplanètes sans interférence par la lumière d’une étoile brillante. En étudiant les planémos, les astronomes veulent aussi approfondir leurs connaissances sur les exoplanètes.

Grâce à ces études, les astronomes espèrent ultimement repérer des planètes semblables à la Terre et caractériser leurs atmosphères.

Former la relève en astrophysique

Malgré des avancées récentes dans ces domaines de recherches, beaucoup reste à faire et à découvrir. Jonathan Gagné est justement reconnu mondialement comme un spécialiste des associations d’étoiles jeunes, des naines brunes et des planémos. C’est ainsi qu’il a obtenu une bourse du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) dans la catégorie « Chercheur en début de carrière ». Cette bourse lui permettra de poursuivre ses recherches et d’embaucher des stagiaires et des étudiants.es pour l’aider dans sa tâche, et former de futurs astrophysiciens.nes.

Nul doute qu’au cours des prochaines années, nous entendrons parler des travaux et des découvertes du Dr Jonathan Gagné.

 

Lire aussi:

La recherche en astrophysique au Planétarium : Partie 2 - Fabriquer des instruments pour découvrir les secrets de l'Univers

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