UNA DISTANZA PARI A CIRCA TRE VOLTE QUELLA DI PLUTONE DAL SOLE

Nane brune, una coppia da record

Un team di astronomi ha scoperto una rara coppia di nane brune caratterizzata dalla più ampia separazione mai riscontrata in analoghi sistemi binari. Si tratta di due nane brune di tipo spettrale L4 e L8, a una distanza di circa 130 anni luce dalla Terra e con una separazione prevista di 129 unità astronomiche, ossia 129 volte la distanza tra il Sole e la Terra. Tutti i dettagli su ApJ Letters

     22/02/2022
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Impressione artistica di un sistema binario di nane brune come Cwise j014611.20-050850.0ab. Crediti: William Pendrill

Un team di astronomi ha scoperto una rara coppia di nane brune caratterizzate dalla più ampia separazione mai riscontrata in qualsiasi sistema binario di nane brune trovato finora. «A causa delle loro piccole dimensioni, i sistemi binari di nane brune sono generalmente molto vicini tra loro», spiega Emma Softich, della School of Earth and Space Exploration dell’Arizona State University (Asu), prima autrice dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, basato sulle osservazioni condotte con il W. M. Keck Observatory, sulla sommità del vulcano Mauna Kea, nelle isole Hawaii. «Trovare una coppia con una separazione così elevata è molto entusiasmante».

La forza gravitazionale tra una coppia di nane brune è inferiore a quella esistente tra una coppia di stelle con la stessa separazione, quindi è molto più probabile che le binarie di nane brune cosiddette “larghe” (in cui la distanza è grande) si separino nel tempo, rendendo la coppia di nane brune oggetto dello studio una scoperta davvero eccezionale.

Utilizzando lo strumento Nires (Near Infrared Echellette Spectrograph) del Keck Observatory, i membri del Cool Star Lab dell’Università della California di San Diego (Uc San Diego) – tra cui Adam Burgasser, Christian Aganze e Dino Hsu – hanno ottenuto gli spettri infrarossi del sistema binario di nane brune, chiamato Cwise J014611.20-050850.0ab. I dati hanno rivelato che le due nane brune sono distanti quasi 20 miliardi di chilometri, circa tre volte la distanza di Plutone dal Sole. Questa distanza conferma che l’insolita coppia batte il record di separazione tra due nane brune in un sistema binario. «L’eccezionale sensibilità di Keck nell’infrarosso di questo strumento è stata fondamentale per le nostre misurazioni», ha affermato il coautore Burgasser, che guida il Cool Star Lab. «La nana bruna secondaria di questo sistema è eccezionalmente debole, ma con Keck siamo stati in grado di ottenere dati spettrali sufficientemente buoni da classificare entrambe le sorgenti e identificarle come membri di una rara classe di nane L blu».

Le nane brune sono oggetti celesti più piccoli di una stella normale. Questi oggetti non sono abbastanza massicci da sostenere la fusione nucleare e brillare come stelle normali, ma sono abbastanza caldi da irradiare energia. Molte nane brune sono state scoperte con i dati di Wise (Wide-field Infrared Survey Explorer) della Nasa tramite il progetto di citizen science Backyard Worlds: Planet 9, che ha chiesto aiuto alla cittadinanza per cercare nella banca dati delle immagini di Wise per trovare nane brune e stelle di piccola massa, tra quelle più vicine al Sole.

Immagini di Wise (a sinistra) e della Dark Energy Survey Collaboration (Des) (a destra) di Cwise J0146-0508ab. Nell’immagine Wise a risoluzione inferiore, la coppia sembra un’unica sorgente puntiforme, mentre due entità distinte sono visibili nell’immagine Des a risoluzione più alta. La tonalità rossastra di entrambi gli oggetti nell’immagine Des mostra che emettono gran parte della loro luce nell’infrarosso, un tratto tipico delle nane brune. Crediti: Wise/Des/Softich et al

Per questo studio, i ricercatori hanno esaminato le immagini delle scoperte del Backyard Worlds, in cui le nane brune compagne potevano essere passate inosservate. È così che hanno scoperto il raro sistema binario della nana bruna Cwise J014611.20 050850.0ab. Softich ha esaminato circa 3mila nane brune del Backyard Worlds, una per una, e ha confrontato le immagini Wise con altre immagini della survey, alla ricerca di prove dell’esistenza di una nana bruna compagna del target originale. Il team ha quindi utilizzato i dati della Dark Energy Survey (Des) per confermare che si trattava effettivamente di una coppia di nane brune. Hanno quindi utilizzato Nires dell’Osservatorio Keck per confermare che le nane brune hanno tipi spettrali L4 e L8 e che si trovano a una distanza stimata di circa 130.4 anni luce dalla Terra, con una separazione prevista di 129 unità astronomiche, o 129 volte la distanza tra il Sole e la Terra.

Il team spera che questa scoperta consentirà agli astronomi di studiare meglio i sistemi binari di nane brune e di sviluppare modelli e procedure che aiuteranno a riconoscerne di più in futuro. «I sistemi binari vengono utilizzati per calibrare molte relazioni in astronomia e questa coppia di nane brune scoperta di recente fornirà un importante test sulla formazione delle nane brune e sui modelli di evoluzione», conclude Jennifer Patience, coautrice dello studio.

Per saperne di più:

  • Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “CWISE J014611.20–050850.0AB: The Widest Known Brown Dwarf Binary in the Field” di Emma Softich, Adam C. Schneider, Jennifer Patience, Adam J. Burgasser, Evgenya Shkolnik, Jacqueline K. Faherty, Dan Caselden, Aaron M. Meisner, J. Davy Kirkpatrick, Marc J. Kuchner, Jonathan Gagné, Daniella Bardalez Gagliuffi, Michael C. Cushing, Sarah L. Casewell, Christian Aganze, Chih-Chun Hsu, Nikolaj Stevnbak Andersen, Frank Kiwy, Melina Thévenot e The Backyard Worlds: Planet 9 Collaboration