OSSERVATO IL SISTEMA LUHMAN 16

Due nane brune per Hubble

Grazie a una serie di accurate osservazioni con il telescopio spaziale più famoso al mondo, un team di ricercatori guidato da Luigi Bedin dell’Inaf ha caratterizzato con grande accuratezza i moti di un peculiare sistema binario, che si trova a soli sei anni luce da noi

Nell’immagine vengono sovrapposte tutte le posizioni della coppia di nane brune osservate con il telescopio spaziale Hubble nel programma di ricerca guidato da Luigi Bedin. Crediti: Hubble/Esa, L. Bedin/Inaf

Ad appena sei anni luce dalla Terra nella costellazione della Vela, leggermente più lontano dei sistemi di Alfa Centauri e della stella di Barnard, si trova un altro sistema peculiare. A comporlo, due nane brune, ovvero quelle che potremmo definire due stelle mancate: due corpi celesti dalla massa pari a circa trenta volte quella di Giove, troppo piccole per riuscire ad innescare al loro interno le reazioni di fusione nucleare che le avrebbero fatto brillare come le altre. I due oggetti celesti sono comunque ancora piuttosto caldi: la loro temperatura superficiale oggi è di poco superiore a 1000 gradi, e così la maggior parte dell’energia che emettono è quasi interamente sotto forma di radiazione infrarossa. Per questo, pur essendo vicinissime a noi, e anzi le più prossime alla Terra tra gli oggetti appartenente alla loro classe, sono debolissime da osservare. Prova ne è che sono state scoperte solo recentemente, nel 2013 per la precisione, dal telescopio spaziale Wise della Nasa, che osservava il cielo proprio nella banda dell’infrarosso. Il sistema catalogato come Wise J104915.57−531906.1 è stato ribattezzato Luhman 16, in onore del suo scopritore, l’astronomo Kevin Luhman appunto, e le sue due componenti (fantasiosamente) con le lettere A e B.

La straordinaria vicinanza di questo sistema lo rende un laboratorio ideale per studiare le proprietà delle nane brune, in particolare le loro atmosfere, l’evoluzione della loro temperatura superficiale, la binarietà stessa del sistema, e l’eventuale presenza di esopianeti attorno ad esse. Proprio su quest’ultimo punto Luigi Bedin, astronomo dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) all’Osservatorio astronomico di Padova, ha recentemente ottenuto la possibilità di osservare il sistema Luhman 16 con il telescopio spaziale Hubble.

Una animazione delle 12 epoche (indicate in verde) durante le quali le stelle si sono mosse nel cielo. Il moto totale in 2 anni non è superiore a soli 6 arcosecondi, ovvero un trecentesimo della dimensione apparente della Luna. Tuttavia la risoluzione del telescopio spaziale Hubble è tale da mostrare questi piccolissimi spostamenti, e di consentire di misurare moti oltre un milione di volte più piccoli. Crediti: Hubble/Esa, L. Bedin/Inaf

«Abbiamo sottoposto un progetto scientifico al comitato che assegna il tempo del telescopio spaziale Hubble per fare delle accuratissime misure astrometriche della posizione di questo sistema binario. Queste misure – che per rendere l’idea sarebbero tali da misurare spostamenti di pochi centimetri sulla superficie della Luna vista dalla terra – sono distribuite su 13 epoche fra il 2014 e il 2018» commenta Bedin, coordinatore del progetto e primo autore dell’articolo accettato per la pubblicazione sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «Le nostre indagini ci hanno permesso di monitorare il minimo avvicinamento apparente dei due corpi celesti e di studiarne il moto in dettaglio sufficiente per rilevare chiaramente gli effetti gravitazionali dovuti alla presenza di terzi corpi in grado di influenzare la loro orbita».

Questi nuovi dati Hst hanno così permesso non solo di migliorare i parametri classici necessari a caratterizzare i sistemi binari – quale che sia la natura dei loro componenti – ovvero posizioni, distanza, moto, caratteristiche dell’orbita, il loro rapporto di massa e di fornire stime delle masse individuali, ma hanno anche permesso di cercare la presenza di esopianeti tramite l’effetto perturbativo che questi indurrebbero sul moto orbitale nel sistema A-B. La debolezza luminosa di queste nane brune, infatti, impedisce di cercare pianeti in questi oggetti con le tecniche tradizionali delle velocità radiali o tramite immagini dirette.

I primi risultati dell’indagine escludono la presenza di esopianeti di massa comparabile a quella di Nettuno (circa 15 volte quella della Terra) o superiore e con periodi più lunghi di pochi mesi, nonché la presenza di eventuali altri corpi co-moventi col sistema sino ad 80 di unità astronomiche, ovvero una distanza pari a ottanta volte lo spazio che separa la Terra dal Sole.

“Lo studio approfondito con Hubble di questo straordinario sistema che è Luhman 16 continuerà nei prossimi mesi» aggiunge Bedin. “Tecniche innovative e di analisi che stiamo sviluppando e le future osservazioni Hubble che sono già state approvate e messe in calendario sino ad agosto del 2018, ci permetteranno di rilevare – o escludere – la presenza pianeti con masse di taglia terrestre!»

Sentiremo parlare ancora molto di questo sistema binario, giacché verrà preso di mira dalle migliori attrezzature che saranno rese disponibili negli anni a venire agli astronomi, dal James Webb Space Telescope (Jwst) all’Extreme Large Telescope (Elt). Infatti, se mai la specie umana inizierà a visitare altre stelle della Galassia, verosimilmente Luhman 16 sarà uno dei primi sistemi che verrà mai visitato … sperabilmente nei prossimi secoli.


Nel video è  mostrato il modello teorico che descrive i tre moti principali del sistema binario. Questi sono il moto proprio, la parallasse, e il moto orbitale di A e B attorno al loro centro di massa. Il moto proprio è il moto rettilineo del baricentro sistema A+B (ed è indicato in viola), rappresenta la direzione apparente verso cui il
sistema si sta muovendo nel cielo. La parallasse è il moto riflesso dalla Terra (attorno alla quale orbita il telescopio spaziale Hubble) intorno al sole rispetto alle stelle lontanissime. Infine, c’e` il vero e proprio moto delle nane bruna A e B attorno al loro centro di massa. 

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