COSÌ SI FORMANO LE NANE BRUNE

Compagne che svelano

Mettendo a confronto stelle con e senza pianeti gassosi da una parte e, dall’altra, 53 sistemi binari con stelle compagne di nane brune, Jesus Maldonado dell’Inaf di Palermo ed Eva Villaver di Madrid suggeriscono che, dalla massa di quest’ultime, si possa risalire al loro processo di formazione

Confronto fra il Sole e le dimensioni tipiche di stelle di piccola massa, nane brune e pianeti. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Ucb

Esiste un anello di congiunzione tra le stelle ed i pianeti gassosi: le nane brune. Queste “stelle mancate” hanno una massa che va dalle 13 alle 80 masse gioviane: quanto basta per produrre energia bruciando deuterio, ma non per bruciare idrogeno come le stelle di sequenza principale.

Non è ancora chiaro se le nane brune si formino in modo simile ai pianeti o alle stelle. I pianeti si formano dai dischi protoplanetari attorno stelle giovani. In particolare due meccanismi sono stati proposti per i pianeti gassosi: l’accrescimento di gas su un nucleo roccioso massivo (core-accretion) o a seguito della frammentazione per instabilità del disco (disc instability). Le stelle invece si formano dalla contrazione gravitazionale di nubi di gas, con un processo che ha ancora molti punti oscuri.

Uno studio pubblicato a inizio giugno su Astronomy & Astrophysics, “Searching for chemical signatures of brown dwarf formation”, condotto da Jesus Maldonado, dell’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Palermo in collaborazione con Eva Villaver dell’Universidad Autónoma di Madrid (Spagna), prova ora a fare luce sul processo di formazione delle nane brune in modo indiretto: studiando la composizione delle loro compagne. Nell’articolo è presentata l’analisi di spettri ad alta risoluzione, ottenuti con vari strumenti, di 53 stelle di classe spettrale FGK classificate come compagne di nane brune in sistemi binari: lo scopo è quello di ricercare differenze nelle abbondanze chimiche tra le stelle che ospitano nane brune massive (quelle con massa superiore a 42.5 masse gioviane) e non massive. I risultati sono poi confrontati con le abbondanze chimiche di stelle con pianeti gassosi.

Gli autori dimostrano come stelle con compagne nane brune massive abbiano abbondanze chimiche simili a stelle senza pianeti gassosi, mentre abbondanze maggiori di elementi pesanti siano osservate in stelle con compagne nane brune non massive, una proprietà simile a quanto osservato in stelle con pianeti gassosi. I risultati ottenuti in questo studio indicano, quindi, che le nane brune massive si formano in modo simile alle stelle, mentre le nane brune non massive possono condividere lo stesso meccanismo di formazione dei pianeti gassosi.

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