James-Webb vient de repérer des astres si légers qu’ils brouillent encore davantage la frontière entre étoiles et planètes.
La découverte se trouve dans IC 348, une région où naissent des étoiles à environ 1 000 années-lumière de la Terre. Le télescope spatial y a identifié des naines brunes dont la masse descend jusqu’à seulement deux fois celle de Jupiter. Ce sont les naines brunes les moins massives connues à ce jour.
Vue d’artiste d’une naine brune, un objet formé comme une étoile mais trop peu massif pour entretenir la fusion de l’hydrogène.
Crédit : NASA, ESA, Caltech
Une étoile naît lorsqu’un nuage de gaz s’effondre sous son propre poids. La matière se rassemble, chauffe et finit par permettre des réactions nucléaires durables en son centre. Une naine brune commence de façon comparable, mais reste trop légère pour entretenir la fusion de l’hydrogène comme une véritable étoile. On les qualifie parfois d’« étoiles ratées ».
Jusqu’où ce mécanisme peut-il fonctionner avec très peu de matière ? C’est précisément la question posée par IC 348. En 2022, James-Webb y avait déjà trouvé des naines brunes pesant trois à quatre fois la masse de Jupiter. De nouvelles observations ont permis de descendre encore plus bas.
Les astronomes ont d’abord utilisé la caméra infrarouge NIRCam en 2024. Cette lumière permet de détecter de jeunes objets encore chauds au milieu des nuages de poussière. Ils ont ensuite analysé leur lumière avec l’instrument NIRSpec en 2025. Cette seconde étape permet d’obtenir des informations sur leur nature et d’estimer leur masse.
Mosaïque de détails de la région IC 348 observée par James-Webb, montrant notamment des étoiles enfouies, des jets de jeunes étoiles et des galaxies d’arrière-plan.
Crédit : NASA, ESA, CSA, K. Luhman (PSU), C. Alves de Oliveira (ESA), M. Zamani (ESA/Webb)
Les objets les plus légers atteignent environ 0,19 % de la masse du Soleil. Une valeur aussi faible pose un problème aux modèles actuels de formation des étoiles. À cette échelle, les chercheurs doivent expliquer comment un nuage de gaz peut s’effondrer et produire un objet indépendant aussi petit.
La masse ne suffit d’ailleurs pas à distinguer clairement une planète d’une naine brune. Une planète se forme généralement dans le disque de matière entourant une étoile. Les naines brunes observées ici semblent plutôt être nées directement de l’effondrement d’un nuage, comme les étoiles. Leur masse peut pourtant être comparable à celle de grosses planètes.
Une observation rend cette frontière encore plus étonnante. L’une des naines brunes proche de deux fois la masse de Jupiter présente des signes de disque autour d’elle. Ce disque contient du gaz et de la poussière, les matériaux à partir desquels des planètes peuvent se former. Aucune planète n’y a toutefois été détectée.
Les chercheurs vont maintenant pouvoir chercher jusqu’à quelle masse minimale ce mode de formation reste possible. Ils veulent aussi savoir si des objets aussi légers peuvent réellement former leurs propres planètes. Un tel système aurait alors pour corps central un astre dont la masse serait elle-même comparable à celle d’une planète géante.
