Les spectres recueillis par le télescope spatial James Webb étayent l’existence de nuages d’eau morcelés dont l’épaisseur varie dans l’atmosphère de WISE 0855, une naine brune. Les chercheurs déduisent ces changements des données spectrales et de modèles atmosphériques : les nuages n’ont pas été résolus en image.
Ce que NIRSpec a mesuré pendant onze heures
L’instrument NIRSpec a enregistré des spectres de WISE 0855 pendant 11 heures, à raison d’un spectre toutes les 15 minutes. La série couvre des longueurs d’onde de 2,87 à 5,27 μm, avec un pouvoir de résolution moyen d’environ 1 000 (R ≈ 1 000).
| Mesure | Résultat rapporté |
| Durée de la série | 11 heures |
| Cadence | Un spectre toutes les 15 minutes |
| Plage de longueurs d’onde | 2,87–5,27 μm |
| Pouvoir de résolution | R ≈ 1 000 |
| Signal spectral le plus variable | Absorption du CO, avec une modulation crête à crête pouvant atteindre 10 % à certaines longueurs d’onde |
| Variations des gaz | Les variations du CO et de la phosphine (PH₃) sont corrélées dans l’analyse en composantes principales |
| Interprétation des nuages | Les modèles étayent des nuages d’eau morcelés dont l’épaisseur varie à des pressions plus faibles que celles associées aux variations d’abondance du CO et de PH₃ |
Le monoxyde de carbone (CO) produit le signal spectral variable le plus marqué : à certaines longueurs d’onde, son absorption varie jusqu’à 10 % entre ses valeurs maximale et minimale. Une analyse en composantes principales, qui repère des variations coordonnées dans un ensemble de données, fait aussi ressortir une corrélation entre les variations du CO et celles de la PH₃. Cette corrélation ne signifie pas que l’un de ces gaz cause les variations de l’autre.
Les modèles atmosphériques et structurels rapprochent les changements de l’épaisseur des nuages des signaux des gaz, tout en situant ces variations à des niveaux de pression différents. Les fluctuations de l’épaisseur des nuages d’eau se produisent à des pressions plus faibles que celles associées aux variations d’abondance du CO et de la PH₃.
265 K ne fixe pas une température universelle de formation des nuages
L’étude décrit WISE 0855 comme la naine brune la plus froide connue et lui attribue une température de 265 K. Cette valeur concerne l’objet : elle ne constitue pas un seuil général auquel les nuages d’eau se formeraient. La condensation dépend des conditions locales, notamment de la température, de la pression et de la pression de vapeur saturante.
Les atmosphères de Jupiter et de Saturne offrent un repère distinct. Le Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’Université du Colorado décrit des couches de nuages d’ammoniac, d’hydrosulfure d’ammonium et d’eau associées, respectivement, à des températures approximatives de 150 K, 200 K et 270 K. Le profil plus froid de Saturne place ces couches plus profondément que sur Jupiter.
