Rappresentazione artistica della nana bruna Lsr J1835+3259. Sono mostrati anche il campo magnetico, la cintura di radiazioni e le aurore. Crediti: Hugo Salais/Metazoa Studio
Le nane ultrafredde sono oggetti stellari di massa molto bassa. È il caso della nana bruna Lsr J1835+3259 (in breve, Lsr J1835), attorno alla quale un team di scienziati dell’Universitat de València ha individuato lo scorso gennaio una cintura di radiazioni composta da particelle cariche energetiche intrappolate nel suo forte campo magnetico. La forma a ciambella della cintura di radiazioni è una versione in scala ridotta delle ben note fasce di Van Allen – dal nome dello scienziato che nel 1958 le scoprì, il fisico James Van Allen – che circondano la Terra e Giove. La cintura di radiazioni di Lsr J1835, fotografata a lunghezze d’onda radio grazie alla rete europea di interferometria a base molto lunga (Vlbi), è la prima scoperta al di fuori del Sistema solare e dimostra l’universalità di questa struttura.
«Anche se con dimensioni ed energia diverse, l’immagine Vlbi della cintura di radiazioni intorno a Lsr J1835 è sorprendentemente simile a quelle delle fasce di Van Allen o di Giove. Questa somiglianza diventa evidente quando si osservano le cinture di radiazioni di Giove e di Lsr J1835 una accanto all’altra», dice Juan Bautista Climent, ricercatore al Dipartimento di astronomia dell’Universitat de València, associato alla Valencian International University e primo autore dell’articolo pubblicato oggi su Science che riporta la scoperta. «Il diametro della struttura magnetica attorno alla nana ultrafredda è dieci volte più grande di quella di Giove e milioni di volte più potente. In effetti, Lsr J1835 è 60 volte più pesante di Giove e ruota tre volte più velocemente. Le due cose insieme danno origine a un intenso campo magnetico sulla superficie della nana bruna, molto simile a quello prodotto in un dispositivo per la risonanza magnetica».
Immagini radio di Lsr J1835+3259 ricostruite grazie alla rete europea Vlbi. Le due chiazze corrispondono alla cintura di radiazione a forma di ciambella vista di taglio. Le curve di livello indicano l’intensa luce polarizzata proveniente dall’aurora, vicino alla superficie della nana bruna, situata a metà tra le componenti radio della cintura di radiazione. Crediti: Juan B Climent
Aurore ultraluminose
Lo straordinario dettaglio dell’immagine radio di Lsr J1835 svela poi ulteriori segreti. Dallo studio emerge infatti che, proprio come sulla Terra e su Giove, la gigantesca cintura di radiazioni di Lsr J1835 contribuisce alla formazione di aurore vicino ai poli della nana bruna. Aurore extrasolari in grado di produrre un’energia così grande da risultare qualcosa di più di una piacevole luminescenza.
«Queste aurore rilasciano un’energia molto concentrata a temperature molto elevate, che genera picchi di emissione radio dieci volte superiori all’emissione totale di Lsr J1835», spiega infatti José Carlos Guirado, professore di astronomia all’Universitat de València e coautore dell’articolo. «Per la prima volta abbiamo un’immagine chiara dell’aurora, vista in luce polarizzata e situata a metà strada tra due punti radio corrispondenti alla cintura, vicino alla superficie di Lsr J1835». L’aurora e la cintura di radiazioni rilevate da Climent e dal suo team sono visibili contemporaneamente, il che fornisce preziose informazioni sulla geometria di questa nana bruna.
Gli straordinari risultati ottenuti per Lsr J1835 dimostrano che la rete europea Vlbi è in grado di mappare le fasce di radiazione negli oggetti vicini, aprendo la strada a strumenti futuri, come lo Square Kilometre Array, che potranno estendere questi studi a oggetti più piccoli e remoti, e in particolare agli esopianeti. La conoscenza dell’ambiente magnetico degli esopianeti è estremamente importante per valutare la possibilità che possano ospitare vita aliena. «La possibilità che possano offrire un ambiente compatibile con la vita dipende molto dalle caratteristiche delle radiazioni che circondano questi nuovi mondi», sottolinea a tal proposito un altro fra i coautori dell’articolo, Miguel Ángel Pérez-Torres, ricercatore all’Instituto de Astrofísica de Andalucía del Csic con alle spalle un’esperienza come postdoc in Italia, all’Inaf Ira di Bologna.
Al centro, Miguel Ángel Pérez-Torres all’Inaf di Bologna durante un convegno sul Vlbi. Crediti: Inaf
«Proprio in Italia», continua Pérez-Torres, «ho avuto la possibilità di lavorare direttamente con le antenne dei radiotelescopi di Medicina e Noto, due nodi fondamentali di Evn – la rete Vlbi europea – che anche in quest’occasione hanno contribuito a ottenere le immagini della cintura di radiazione attorno alla nana bruna. È la prima volta che queste fasce di radiazione vengono rivelate al di là del nostro Sistema solare, proprio grazie alla sensitività della rete Evn». Lsr J1835 è in effetti un oggetto estremamente piccolo e moto lontano da noi, circa 18 anni luce, dunque solo l’uso di reti per l’interferometria a lunghissima linea di base – Vlbi, appunto – permette una visione dettagliata dell’ambiente che la circonda. Per ottenere la nuova immagine della cintura di radiazioni, la rete europea Vlbi si è avvalsa di antenne radio giganti sparse in tutto il mondo, dalla Spagna a Shanghai, dalla Svezia al Sudafrica. Antenne che hanno scansionato Lsr J1835 simultaneamente fino a ottenere una risoluzione 50 volte migliore di quella possibile con il telescopio spaziale James Webb.
Per saperne di più:
- Leggi su Science l’articolo “Evidence for a radiation belt around a brown dwarf”, di J. B. Climent, J. C. Guirado, M. Pérez-Torres, J. M. Marcaide e L. Peña-Moñino