A CIRCA 212 ANNI LUCE DI DISTANZA NELLA COSTELLAZIONE DI ERCOLE

Elegast, la prima nana bruna scoperta nel radio

Osservazioni condotte con Lofar hanno portato alla prima scoperta diretta di una nana bruna fredda attraverso sua emissione in banda radio. Confermata e caratterizzata successivamente con il Gemini North e l'InfraRed Telescope Facility, l’individuazione di Elegast, com’è stata soprannominata, oltre ad aprire la strada a future scoperte di nane brune è un passo importante verso l’applicazione della radioastronomia nel campo ricerca esoplanetaria. I dettagli su ApJL

     12/11/2020
Social buttons need cookies

Illustrazione artistica della nana bruna Elegast (Bdr J1750+3809). In blu le linee di campo magnetico lungo le quali le particelle cariche si muovono emettendo le onde radio che hanno permesso al radiotelescopio Lofar di compiere la scoperta, successivamente confermata nell’infrarosso da telescopio Gemini Nord e dall’Irtf. Crediti: Astron/Danielle Futselaar

Grazie alle osservazioni condotte con il radiotelescopio europeo Lofar (Low Frequency Array) e con gli statunitensi InfraRed Telescope Facility (Irtf) e Gemini North telescope, un gruppo internazionale di astronomi ha scoperto e caratterizzato una nuova nana bruna. Il corpo celeste in questione si chiama Bdr J1750+3809 (soprannominato Elegast dal team che l’ha scoperta), ed è il primo oggetto substellare ad essere individuato in maniera diretta tramite osservazioni in banda radio.

Le nane brune sono oggetti celesti particolari: troppo grandi per essere pianeti e troppo piccoli per essere stelle vere e proprie. La loro massa non è infatti sufficiente a innescare le reazioni nucleari che permettono a una stella di diventare tale.

Oltre che nell’infrarosso e nell’ottico, questi oggetti sono in grado di emettere anche nel radio. Il motore che alimenta quest’ultimo tipo di emissione è il campo magnetico, che accelera le particelle cariche (elettroni) inducendole ad emettere radiazione alla lunghezza d’onda suddetta: radiazione di ciclotrone, dal nome di uno dei primi acceleratori di particelle.

Finora queste “stelle fallite”, come sono spesso chiamate, sono state scoperte durante survey del cielo utilizzando le prime due tipologie di emissioni – l’infrarosso e l’ottico. Solo in un secodno tempo sono state rilevate anche le emissioni radio, peraltro solo di una manciata di nane brune.

Nel caso di Bdr J1750+3809, invece, il team di astronomi guidato da Harish Vedantham ha deciso di ribaltare la classica strategia osservativa, effettuando prima le osservazioni nel radio per scoprire la sorgente, e solo successivamente le osservazioni di follow-up nell’infrarosso per caratterizzarla. «Ci siamo chiesti: perché puntare il nostro radiotelescopio su nane brune catalogate?», dice Vedantham. «Facciamo una grande immagine del cielo e scopriamo questi oggetti direttamente nel radio».

Avendo trovato una varietà di firme radio rivelatrici della probabile presenza di nane brune nelle loro osservazioni, il team ha dovuto distinguere le sorgenti potenzialmente interessanti da altre spurie provenienti dalle galassie sullo sfondo. Per fare ciò, hanno utilizzato il radiotelescopio Lofar per cercare una forma particolare di luce chiamata luce polarizzata circolarmente, una caratteristica delle stelle, dei pianeti e delle nane brune, ma non delle galassie di background. Avendo trovato una sorgente di onde radio polarizzate circolarmente, il team ha quindi utilizzato il telescopio Gemini North e l’Irtf della Nasa per compiere le osservazioni necessarie a confermare che si trattasse di una nana bruna e caratterizzare la sorgente. I risultati, pubblicati su The Astrophysical Jouurnal Letters, mostrano che Bdr J1750+3809 è in effetti una nana bruna fredda situata a circa 212 anni luce di distanza, con un’atmosfera ricca di metano e  un campo magnetico stimato di almeno 25 gauss – dunque paragonabile ai campi magnetici su scala planetaria.

Oltre a essere un risultato di per sé importante – come detto, si tratta della prima nana bruna individuata grazie alla sua emissione in banda radio – la scoperta di Bdr J1750+3809 rappresenta una svolta per almeno due altri motivi. Il primo è che dimostra che è possibile rilevare oggetti troppo freddi e deboli per essere trovati con le attuali indagini nell’infrarosso. Il secondo riguarda il fatto che in un futuro prossimo gli astronomi potrebbero utilizzare i radiotelescopi per misurare le proprietà dei campi magnetici degli esopianeti

«Il nostro obiettivo finale è studiare il magnetismo negli esopianeti e comprendere come questo influisca sulla loro capacità di ospitare la vita», conclude Vedantham. «Poiché i fenomeni magnetici delle nane brune fredde sono così simili a ciò che si osserva nei pianeti del Sistema solare, ci aspettiamo che il nostro lavoro fornisca dati utili a testare modelli teorici che predicono i campi magnetici degli esopianeti».

Per saperne di più:

  • Leggi su Astrophysical Journal Letters l’articolo “Direct Radio Discovery of a Cold Brown Dwarf” di H. K. VedanthamJ. R. CallinghamT. W. ShimwellT. DupuyWilliam M. J. BestMichael C. LiuZhoujian Zhang7K. DeL. LamyP. ZarkaH. J. A. Röttgering e A. Shulevski