IL POTENTE STRUMENTO SPHERE

La nana bruna che manca all’appello

La stella avrebbe dovuto essere in orbita intorno all'insolita coppia di stelle V471 Tauri. Lo strumento montato sul VLT ha registrato la sorprendente assenza e quindi lo strano comportamento di V471 Tauri deve avere un'altra spiegazione

Lo strumento SPHERE installato sull'UT 3 (Unit Telescope 3) del VLT dell'ESO. Lo strumento è la scatola nera, sulla piattaforma a lato del telescopio. Crediti: ESO/J. Girard

Lo strumento SPHERE installato sull’UT 3 (Unit Telescope 3) del VLT dell’ESO. Lo strumento è la scatola nera, sulla piattaforma a lato del telescopio. Crediti: ESO/J. Girard

Doveva esserci eppure non c’è. Si tratta di una nana bruna che avrebbe dovuto essere in orbita intorno alla insolita stella doppia V471 Tauri. Il nuovo strumento SPHERE montato sul telescopio VLT (Very Large Telescope) dell’ESO,  usato per avere conferma della sua presenza, ha dato agli astronomi la miglior veduta finora dei dintorni di questo oggetto interessante. E non hanno trovato nulla: la sorprendente assenza di questa nana bruna prevista con un alto livello di confidenza significa che la spiegazione convenzionale per lo strano comportamento di V471 Tauri è sbagliata. Questo risultato inatteso viene descritto nel primo articolo scientifico basato su osservazioni ottenute con SPHERE. Le immagini di questo strumento sono così accurate che sarebbero state in grado di rivelare un compagno come una nana bruna 70 mila volte più debole della stella centrale, a soli 0,26 arcosecondi da essa. La nana bruna prevista in questo caso era molto più brillante.

Alcune coppie di stelle sono formate da due stelle normali di massa leggermente diversa. Quando la stella di massa un poco più alta invecchia e si espande diventando una gigante rossa, il materiale viene trasferito all’altra stella e finisce per circondare entrambi gli oggetti con un grande involucro gassoso. Quando questa nube si disperde, le due stelle si avvicinano fino a formare una coppia molto stretta composta da una nana bianca e da una stella più normale. Queste coppia sono chiamate binarie “dopo la fase di l’inviluppo comune” (o post-common-envelope in inglese).

Una di queste coppia stellari si chiama V471 Tauri e il nome deriva dal fatto che l’oggetto è la 471esima stella variabile (o, a un’analisi più approfondita, coppia di stelle) identificata nella costellazione del Toro. E’ membro dell’ammasso stellare delle Iadi nella costellazione del Toro e si stima che abbia circa 600 milioni di anni e si trovi a circa 163 anni luce dalla Terra. Le due stelle sono molto vicine, con un’orbita di circa 12 ore l’una intorno all’altra. Due volte in ogni orbita una stella passa davanti all’altra – questo porta a variazioni regolari nella luminosità della coppia se osservata dalla Terra mentre una stella eclissa l’altra.

Questa immagine mostra il cielo intorno all'insolita stella doppia V471 Tauri. L'oggetto stesso è visibile come una stella qualunque, di moderata luminosità, al centro dell'immagine. Questa immagine è stata ottenuta dai dati della DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2

Questa immagine mostra il cielo intorno all’insolita stella doppia V471 Tauri. L’oggetto stesso è visibile come una stella qualunque, di moderata luminosità, al centro dell’immagine. Questa immagine è stata ottenuta dai dati della DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2

Un’equipe di astronomi, guidata da Adam Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Cile) ha usato anche il sistema ULTRACAM sul telescopio NTT (New Technology Telescope) dell’ESO per misurare con grande precisione questi cambiamenti di luminosità. I tempi dell’eclisse sono stati misurati con un’accuratezza minore di due secondi – un grande miglioramento rispetto alle misure precedenti. Il momento in cui le eclissi si verificavano, però, non era regolare, ma ciò poteva essere ben spiegato assumendo che in orbita intorno a entrambe le stelle ci fosse una nana bruna, la cui attrazione gravitazionale disturbava l’orbita delle due stelle della coppia. Il gruppo trovò anche che ci poteva essere un secondo compagno più piccolo.

In ogni caso finora non era mai stato possible ottenere un’immagine di una nana bruna debole vicina a stelle molto più brillanti. «Molti articoli suggeriscono l’esistenza di questo oggetto circumbinario, ma i risultati trovati qui forniscono evidenza contraria a questa ipotesi», ha commentato Adam Hardy. Se non ci sono altri oggetti in orbita, cosa può provocare gli strani cambiamenti dell’orbita della binaria? Molte teorie sono state proposte e, mentre alcune di queste sono già state escluse, è possibile che gli effetti siano causati da variazioni del campo magnetico nella più grande delle due stelle, un meccanismo simile ai cambiamenti, più piccoli, osservati sul Sole. Questo effetto è noto come meccanismo di Applegate e risulta in variazioni regolari nella forma della stella, che portano quindi a cambiamenti nella luminosità apparente della stella doppia quando viene osservata da Terra.

«Uno studio come questo era necessario da molti anni, ma è diventato possibile solo con l’avvento di nuovi potenti strumenti come SPHERE. Questo è il modo in cui funziona la scienza: osservazioni con nuova tecnologia possono confermare o, come in questo caso, confutare idee precedenti. Questo è un modo eccellente di iniziare la vita osservativa di questo fantastico strumento», ha concluso Adam Hardy.

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