Due oggetti nel sistema Epsilon Indi al limite tra la stella e la nana bruna

Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” descrive una ricerca sulle nane brune nel sistema Epsilon Indi in connessione con i limiti di massa per questo tipo di oggetti. Un team di ricercatori ha combinato i dati ottenuti da varie osservazioni per effettuare una nuova stima delle masse delle due nane brune, che sono risultate essere di 75.0 ± 0.82 e 70.1 ± 0.68 volte la massa del pianeta Giove. Si tratta di masse decisamente più elevate rispetto alle stime precedenti e almeno la più grande ha una massa che secondo i modelli teorici è quella di una stella offrendo nuove informazioni per capire dove stiano i limiti tra questi oggetti.

Il sistema Epsilon Indi include una stella con massa e volume circa tre quarti quelli del Sole ed essendo distante circa 12 anni luce dalla Terra e quindi nel vicinato in termini astronomici viene studiata da secoli. Nel 2003 venne scoperta una nana bruna la cui distanza dalla stella è circa 1.500 volte quella della Terra dal Sole e le successive osservazioni permisero di capire che in realtà si tratta di una nana bruna binaria con due oggetti che orbitano l’uno attorno all’altro a una distanza media poco più del doppio di quella della Terra dal Sole.

L’immagine (cortesia Roberto Molar Candanosa e Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science. Tutti i diritti riservati) mostra un concetto artistico del sistema di Epsilon Indi. In primo piano vengono mostrate le due nane brune che orbitano l’una attorno all’altra e assieme orbitano attorno alla stella Epsilon Indi A, visibile in lontananza nell’angolo in basso a sinistra.

Il caso del sistema Epsilon Indi è davvero interessante e per questo motivo è stato oggetto di vari studi che includono due a lungo termine, il Carnegie Astrometric Planet Search presso l’Osservatorio Las Campanas e la Cerro Tololo Inter-American Observatory Parallax Investigation, condotta dal Research Consortium of Nearby Stars, che hanno fornito informazioni dettagliate sui movimenti delle due nane brune, che inizialmente sono state chiamate Epsilon Indi Ba ed Epsilon Indi Bb ma successivamente sono state chiamate Epsilon Indi B ed Epsilon Indi C.

L’analisi combinata di quei dati nel corso di questa nuova ricerca ha permesso di ottenere nuove stime della massa di Epsilon Indi B ed Epsilon Indi C. Secondo una ricerca pubblicata nel gennaio 2004 sulla rivista “Astronomy and Astrophysics”, le loro masse sono 47 ± 10 e 28 ± 7 volte quella di Giove perciò le nuove stime di 75.0 ± 0.82 e 70.1 ± 0.68 la massa di Giove sono molto superiori anche tenendo conto l’ampio margine di errore delle prime stime, una sorpresa anche per i ricercatori.

Una notevole quantità di dati raccolti nel corso di tempi lunghi a volte permette di correggere errori di calcolo dovuti all’uso di quantità limitate di dati. Nel caso del sistema di Epsilon Indi però la sorpresa non arriva solo dal fatto che le due nane brune risultano davvero massicce ma anche perché sono molto vicine se non oltre il limite minimo di massa per una stella, stimato tra le 70 e le 70 volte la massa di Giove, attorno al 7% della massa del Sole.

Serge Dieterich della Carnegie Institution, primo autore della ricerca, ha commentato il fatto che il suo team ha mostrato che le nane brune più pesanti e le stelle più leggere possano avere solo una leggera differenza in massa eppure le loro vite sono diverse dato che le nane brune sono molto fioche e fredde mentre le stelle brillano per miliardi di anni. Ha aggiunto che comprendere il confine che separa stelle da nane brune migliorerà la nostra comprensione della loro formazione ed evoluzione, come anche la possibilità che abbiano pianeti abitabili.

Un articolo pubblicato nel luglio 2017 sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” descriveva la scoperta della stella EBLM J0555-57Ab, la più piccola mai scoperta, con dimensioni molto simili a quelle del pianeta Saturno e una massa circa 85 volte quella di Giove ma. Questa stella ha a malapena massa e densità sufficienti a mentenere la fusione nucleare dell’idrogeno ed essere quindi una vera stella. Ciò significa che può essere utile per definire i limiti tra stelle e nane brune.

La dottoressa Alycia Weinberger, anche lei della Carnegie Institution e tra gli autori di questa nuova ricerca, ha sottolineato che una definizione migliorata del confine tra stelle e nane brune può aiutare gli astronomi anche a determinare quante ne esistano nella Via Lattea. Ha anche citato l’interesse degli astronomi nel capire se stelle e nane brune esistano nelle stesse proporzioni nelle regioni di formazione stellare, un dato che potrebbe aiutare a capire l’abitabilità della galassia.

Le nane brune sono conosciute da poco più di vent’anni, anche se la loro esistenza era stata teorizzata molto prima. Le loro emissioni sono particolarmente fioche perciò anche quelle nel vicinato come Epsilon Indi B ed Epsilon Indi C richiedono sforzi notevoli per studiarle adeguatamente. Questo sistema è un eccellente laboratorio spaziale per testare i modelli riguardanti le nane brune e la loro formazione perciò continuerà a essere studiato, anche con gli strumenti che entraranno in funzione nei prossimi anni.

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