Scoperti 5 oggetti al confine tra nana bruna e stella

Illustrazione artistica di questi oggetti assieme a Giove come confronto delle dimensioni
Un articolo pubblicato sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” riporta uno studio su 5 oggetti al confine tra nana bruna e stella scoperti grazie al telescopio spaziale TESS della NASA. Un team di ricercatori coordinati da un gruppo di enti svizzeri ha condotto osservazioni mirate dei 5 corpi celesti per capire meglio la natura delle nane brune, cosa le distingua dalle stelle e quale sia il confine tra queste due classi di oggetti.

Le nane brune sono conosciute da poco più di vent’anni, anche se la loro esistenza era stata teorizzata molto prima. Vengono chiamate stelle fallite perché la loro massa non è sufficiente a innescare la fusione dell’idrogeno. La sconseguenza è che hanno scarse emissioni elettromagnetiche che rendono difficile individuarle quando non sono compagne di stelle normali e ancor di più studiarne le caratteristiche.

Non è un caso che le nane brune meglio conosciute siano nel vicinato cosmico. Nel caso degli oggetti al centro di questo studio, c’è stato l’aiuto del telescopio spaziale TESS, lanciato il 18 aprile 2018 per cercare nuovi esopianeti. TESS individua il passaggio degli esopianeti di fronte alla loro stella dal punto di vista del telescopio ma in qualche caso trova un oggetto un po’ diverso che può essere perfino più interessante. I 5 oggetti al centro di questo studio sono stati definiti compagne perché sono decisamente più massicci dei pianeti e si pongono al confine tra nane brune e stelle.

I 5 oggetti scoperti dal telescopio spaziale TESS sono TOI-148b, TOI-587b, TOI-681b, TOI-746b e TOI-1213b, dove TOI sta per “TESS Object of Interest”. L’immagine (©UNIGE Thibaut Roger, CC BY-NC-SA 4.0) mostra un’illustrazione artistica di questi oggetti assieme a Giove come confronto delle dimensioni. Osservazioni mirate sono state condotte come parte del programma TFOP (TESS Follow-up Observing Program) che include molti telescopi in giro per il mondo. In particolare, sono stati condotti esami spettroscopici delle stelle attorno alle quali orbitano i 5 oggetti e misurazioni della velocità radiale.

Lo studio è stato aiutato dal fatto che i 5 oggetti studiati sono vicini alle loro stelle, al punto che il loro anno va da 5 a 27 giorni terrestri. L’esame delle loro dimensioni indica che hanno un raggio che va da 0,81 a 1,66 volte quello di Giove. C’era molto interesse per la stima delle masse di questi oggetti, che va da 77 a 98 volte quella di Giove. Sono caratteristiche che li pongono ai confini tra nane brune e stelle e li rendono particolarmente interessanti.

Le nane brune hanno una massa sufficiente a innescare la fusione del deuterio, che può avere una durata limitata perché quest’isotopo costituisce una percentuale limitata dell’idrogeno che le forma. La conseguenza è che il deuterio disponibile dovrebbe calare in modo significativo nel corso del tempo portando a un raffreddamento della nana bruna. La riduzione della fusione del deuterio significa anche un calo dell’energia che contrasta la gravità e ciò porta a un rimpicciolimento di una nana bruna. TOI-148b e TOI-746b sono i due oggetti con l’età stimata maggiore e sono anche i due più piccoli mentre TOI-587b e TOI-681b sono i due con l’età stimata minore e sono anche i più grandi.

La natura degli oggetti studiati non è ancora stata stabilita con certezza proprio perché sono ai limiti tra nana bruna e stella. Saranno necessari ulteriori studi per capire meglio le loro caratteristiche, compresa la composizione chimica dato che potrebbe essere importante. Questi oggetti non sono i primi con masse di quell’ordine scoperti dato che ad esempio un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” nel settembre 2018 descriveva 2 oggetti simili. La possibilità di studiarne altri 5 aiuterà a capire meglio sia le nane brune che le stelle.

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