Le nane brune, brown dwarfs in inglese, sono tra gli oggetti celesti più affascinanti del cosmo. Sono corpi troppo grandi per essere considerati pianeti e troppo piccoli per essere vere e proprie stelle. La loro massa è infatti insufficiente a innescare la fusione nucleare, motivo per cui vengono spesso chiamate “stelle fallite”.
Rappresentazione artistica di una nana bruna. Crediti: Ipac/Caltech
Gli astronomi hanno una buona conoscenza delle loro caratteristiche generali, frutto di anni d’osservazioni, ma un recente studio condotto sulla nana bruna Wise 1534-1043, i cui risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters, suggerisce che c’è ancora molto altro da capire su questi oggetti sub stellari. Wise 1534-1043 è infatti una nana bruna che, sotto il profilo della luminosità, non assomiglia a nessuna delle oltre duemila scovate finora nella nostra galassia, la Via Lattea, motivo per cui è inizialmente sfuggita alle ricerche.
Soprannominata The Accident – l’Incidente – dal suo scopritore, il cittadino scienziato Dan Caselden, in quanto l’ha individuata casualmente nei dati del telescopio spaziale Neowise (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) della Nasa, Wise 1534-1043 ha una debole luminosità in alcune lunghezze d’onda, cosa che suggerisce che sia molto fredda (e vecchia), ma è brillante in altre, indicando una temperatura più alta. Per capire a cosa fosse dovuto questo strano profilo, un team di scienziati guidati dall’Infrared Processing and Analysis Center (Ipac) del Caltech ha condotto analisi di follow-up, osservando inizialmente l’oggetto a diverse lunghezze d’onda nel vicino infrarosso con il telescopio Keck I all’Osservatorio WM Keck delle Hawaii. Il risultato? Questa volta il segnale era così debole che non sono riusciti a rilevarlo affatto, confermando apparentemente che si trattasse di un oggetto molto “freddo”.
I ricercatori si sono quindi chiesti se questa flebile luminosità fosse dovuta al fatto che la nana bruna si trovasse più lontano del previsto dalla Terra. Le osservazioni con i telescopi spaziali Hubble e Spitzer della Nasa – quest’ultimo all’epoca dello studio ancora in attività – hanno tuttavia indicato che non è così. La distanza emersa dalle misurazioni era infatti di circa 50 anni luce, abbastanza “piccola” in termini astronomici. Le medesime osservazioni hanno permesso di capire anche altro, e cioè che Wise 1534-1043 si sta muovendo a circa 800mila km/h, molto più rapidamente di tutte le altre nane brune conosciute situate a una distanza simile dalla Terra, il che significa che probabilmente ha girovagato a lungo per la galassia, incontrando oggetti enormi che con la loro gravità l’hanno accelerata.
Questo video mostra i dati del telescopio Neowise (Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer). L’oggetto in movimento nell’angolo in basso a sinistra è la nana bruna Wise 1534-1043 (WiseA J153429.75-104303.3), soprannominata “The Accident” dal suo scopritore, il cittadino scienziato Dan Caselden. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Dan Caselden
A questo punto ai ricercatori è balenata in mente l’idea che le strane proprietà luminose della “stella fallita” potessero essere un indizio dell’età molto avanzata dell’oggetto, superiore a quanto si aspettavano. L’ipotesi è dunque che il suo profilo di luminosità possa corrispondere a quello di una nana estremamente vecchia.
Il profilo di luminosità di Wise 1534-1043, spiegano i ricercatori, suggerisce che essa contenga pochissimo metano. Come tutte le molecole, il metano assorbe specifiche lunghezze d’onda della luce, quindi una nana bruna che sia povera del composto brillerà in quelle lunghezze d’onda. Ora, poiché il metano è formato da idrogeno e carbonio, e poiché quest’ultimo elemento è stato prodotto relativamente tardi nell’evoluzione della nostra galassia, la sua scarsità indica che si tratti di una nana bruna molto antica.
I ricercatori hanno stimato per Wise 1534-1043 un’età compresa tra i 10 e i 13 miliardi di anni (l’età della Via Lattea è di circa 13,6 miliardi di anni), il doppio dell’età media di altre nane brune conosciute.
«Trovare una nana bruna così vecchia non è una sorpresa», osserva Federico Marocco, astrofisico di origini italiane – si è laureato a Torino – attualmente al Caltech, dove ha guidato le nuove osservazioni utilizzando i telescopi Keck e Hubble. «Lo è invece trovarla nel nostro vicinato cosmico. Ci aspettavamo che esistessero nane brune così antiche, ma ci aspettavamo anche che fossero incredibilmente rare. Averne trovata una così vicino al Sistema solare potrebbe essere una fortunata coincidenza, oppure significa che questi oggetti sono più comuni di quanto pensassimo».
«Questa scoperta ci sta dicendo che, in termini di composizione, c’è più varietà di nane brune di quanta ne abbiamo vista finora», conclude Davy Kirkpatrick, astrofisico del Caltech e primo autore dello studio. «Là fuori, probabilmente, ce ne sono di più strane, e dobbiamo trovare il modo di osservarle».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “The Enigmatic Brown Dwarf WISEA J153429.75-104303.3 (a.k.a. “The Accident”)” di J Davy Kirkpatrick, Federico Marocco, Dan Caselden, Aaron M. Meisner, Jacqueline K. Faherty, Adam C. Schneider, Marc J. Kuchner, S. L. Casewell, Christopher R. Gelino, Michael C. Cushing, Peter R. Eisenhardt, Edward L. Wright e Steven D. Schurr