Giusto “dietro l’angolo” (a 1350 anni luce da noi) c’è la Nebulosa di Orione, un gigantesco laboratorio per studiare il processo di formazione stellare e il comportamento di oggetti di vario genere, dalle stelle giganti alle più piccole nane rosse passando per le deboli nane brune. Grazie all’eccezionale sensibilità e risoluzione senza pari del telescopio spaziale della Nasa Hubble, è possibile osservare anche gli oggetti più nascosti all’interno della nebulosa. Nel corso di una lunga survey gli astronomi hanno scoperto, infatti, la più grande popolazione finora nota di nane brune circondate da stelle appena nate. Dalle osservazioni è emersa anche la presenza di tre pianeti giganti e di un sistema binario dove due pianeti orbitano l’uno attorno all’altro in assenza di una stella ospite.
L’immagine fa parte di una survey condotta da Hubble alla ricerca di stelle di piccola massa, nane brune e pianeti nella nebulosa di Orione. Ogni cerchio identifica una coppia di oggetti, che però appaiono come un unico punto luminoso. Per separare la luce stellare degli oggetti, gli esperti hanno utilizzato speciali tecniche di elaborazione delle immagini. Il cerchio interno più spesso rappresenta il corpo primario, mentre il cerchio esterno più sottile indica il compagno. I cerchi sono codificati a colori: rosso per un pianeta, arancione per una nana bruna e giallo per una stella. In alto a sinistra c’è un sistema binario di pianeti orfani della loro stella, mentre al centro sulla destra c’è una coppia di nane brune. La porzione analizzata da Hubble misura circa 4×3 anni luce. Crediti: NASA , ESA, and G. Strampelli (STScI)
Per identificare le deboli e fredde nane brune, gli astronomi seguono le tracce di acqua nelle loro atmosfere. «Sono così fredde che si forma vapore acqueo», ha spiegato Massimo Robberto dello Space Telescope Science Institute. «L’acqua è un preciso indicatore della presenza di oggetti substellari, vale a dire quegli oggetti astronomici che non hanno abbastanza massa per poter brillare come stelle. Più le masse diventano più piccole, più le stelle diventano rosse e deboli; per questo è necessario osservarle nell’infrarosso, banda di frequenze in cui la caratteristica più evidente è proprio l’acqua».
Il team ha identificato 1200 candidati al titolo di nane rosse: quelli più luminosi, carichi acqua, sono stati confermati in questa categoria. I ricercatori hanno poi cercato i deboli compagni di queste stelle rossastre, ma con i metodi osservativi tradizionali queste stelle “sorelle” sono quasi impossibili da osservare, perché troppo vicine alle compagne.
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Gli oggetti identificati da Hubble nella Nebulosa di Orione con leggenda. Crediti: NASA , ESA, and G. Strampelli (STScI)
Oltre al metodo dell’acqua, il team ha quindi sviluppato una nuova strategia basata sull’imaging ad alto contrasto, che ha permesso di aumentare la risoluzione delle deboli compagne nei sistemi binari.
Nell’elenco delle scoperte ci sono 17 coppie composte da nane brune e nane rosse, una coppia di nane brune e una coppia formata da nana bruna e un pianeta. Gli esperti hanno anche osservato altri due oggetti di massa planetaria: uno associato a un nana rossa e uno a un altro pianeta. Quest’ultimo sistema planetario doppio è singolare, perché non è stata trovata nei paraggi la stella madre.
Successive indagini su questi oggetti verranno effettuate dal James Webb Telescope dopo il lancio nel 2019.