Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astronomical Journal” riporta la scoperta di tre nane brune nell’area di formazione stellare catalogata come IC 348, parte della grande Nube di Perseo. Un team di ricercatori ha usato il telescopio spaziale James Webb per studiare quell’area alla ricerca di candidate nane brune identificandone tre con masse inferiori a otto volte quella di Giove. La più piccola di esse ha una massa stimata tra tre e quattro volte quella di Giove e ciò la rende la più piccola nana bruna conosciuta. Due di esse mostrano le firme chimiche di un idrocarburo alifatico non identificato la cui presenza non è prevista da alcun modello atmosferico.
L’immagine (NASA, ESA, CSA, STScI, and K. Luhman (Penn State University) and C. Alves de Oliveira (European Space Agency)) mostra la zona centrale dell’area di formazione stellare IC 348 vista dallo strumento NIRCam del telescopio spaziale James Webb. Nei riquadri ci sono gli ingrandimenti che mostrano le tre nane brune scoperte in questo studio.
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. Esse possono offrire anche informazioni sui pianeti giganti gassosi per le similitudini tra di essi. Il vantaggio rispetto agli esopianeti è che in genere sono molto più lontane da una stella e dalla sua luce perciò ci sono meno interferenze nelle osservazioni.
Distante circa 1.000 anni luce dalla Terra, l’ammasso IC 348 ospita giovani stelle dato che ha un’età stimata in soli cinque milioni di anni. Si tratta soprattutto di stelle di piccola massa e già in passato ciò ha offerto la speranza di trovare oggetti più piccoli, nane brune. Data la loro età così giovane in termini astronomici, nane brune sono relativamente luminose agli infrarossi emessi grazie al calore accumulato durante la loro formazione. Rilevare nane brune più vecchie è molto più difficile proprio perché le loro emissioni sono più scarse anche negli infrarossi.
Lo strumento NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopio spaziale James Webb è stato usato per trovare oggetti con una luminosità compatibile con quella di una giovane nana bruna. Le candidate più promettenti sono state successivamente oggetto di osservazioni mirate con un altro strumento, NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph).
Alla fine, i ricercatori hanno identificato tre nane brune con masse tra tre e otto volte quella di Giove che hanno temperature superficiali tra 850 e 1.500° Celsius. La più piccola ha una massa stimata tra tre e quattro volte quella di Giove e ciò rende difficile spiegarne la formazione. Secondo i modelli, le nane brune si formano come le stelle da nubi che hanno una massa limitata. Il problema è che una nube troppo piccola dovrebbe avere una massa troppo limitata per innescare il collasso necessario a generare una nana bruna.
I ricercatori hanno preso in considerazione la possibilità che in realtà la nana bruna più piccola sia un cosiddetto pianeta errante, un pianeta che è stato espulso dal suo sistema stellare. Dato che le stelle nell’area IC 348 sono per la grande maggioranza piccole, è improbabile che attorno a una di esse possa essersi formato un pianeta così massiccio. La giovane età degli oggetti in quell’area rende ancor più improbabile il fatto che un pianeta sia già stato espulso e sia così lontano da tutte le stelle.
Un’altra sorpresa è arrivata dalla scoperta nei dati spettroscopici raccolti dallo strumento NIRSpec della firma chimica di un idrocarburo alifatico. I dati offrono un’identificazione imprecisa, nel senso che non permettono di stabilire l’esatta struttura della molecola rilevata. Si tratta della stessa firma chimica rilevata dalla sonda spaziale Cassini nelle atmosfere di Saturno e della sua luna Titano e da altri strumenti nel mezzo interstellare.
Questa è la prima rilevazione di un idrocarburo alifatico fuori dal sistema solare. I ricercatori non possono escludere che in realtà vi siano più di una molecola di quel tipo. Nessun modello atmosferico delle nane brune prevede la formazione di questo tipo di composto e per ora è possibile avanzare solo qualche ipotesi sulla loro origine.
Questo studio ha offerto risultati interessanti e qualche sorpresa, lasciando aperte possibilità per ulteriori indagini. Osservazioni più prolungate potrebbero portare alla rilevazione di oggetti perfino più piccoli e fiochi delle nane brune scoperte. Ciò fornirebbe altre informazioni utili per capire se nell’area IC 348 vi possano essere pianeti erranti, per ottenere altre rilevazioni di idrocarburi e magari per avere altre sorprese.
