Una stella fallita chiamata “l’incidente” enigmi astronomici

Dan Caselden era fino a tardi il 3 novembre 2018, giocando al videogioco Counter-Strike, quando ha fatto la storia dell’astronomia. Ogni volta che moriva, saltava sul suo laptop per controllare una ricerca automatizzata che stava eseguendo delle immagini del telescopio spaziale della NASA.

Improvvisamente, nelle prime ore del mattino, è apparso qualcosa di strano. “E ‘stato molto confuso”, ha detto Caselden. “Si stava muovendo più velocemente di qualsiasi cosa io abbia scoperto. Era debole e veloce, il che lo rendeva molto strano”.

Caselden ha inviato un’e-mail agli astronomi con cui stava lavorando come parte del Mondi del cortile: Pianeta 9 progetto. Una volta esclusa la possibilità che si trattasse di un artefatto dell’immagine, si sono resi conto che stavano guardando qualcosa di completamente insolito, un oggetto estremamente debole a 50 anni luce di distanza che brillava attraverso la galassia a 200 chilometri al secondo. Gli fu dato il nome WISE 1534-1043, ma in virtù delle sue caratteristiche singolari e del casuale ritrovamento, si guadagnò presto il soprannome di “l’incidente.”

Gli astronomi ora pensano che Caselden abbia trovato una nana bruna, una stella fallita che non ha la massa necessaria per iniziare la fusione nucleare nel suo nucleo. “Si forma come una stella”, ha detto Sarah Casewell, astronomo dell’Università di Leicester nel Regno Unito. “Tuttavia, non guadagna mai abbastanza massa per fondere l’idrogeno in elio e iniziare a bruciare qualsiasi cosa”.

La scoperta dell’Incidente ha evidenziato come abbiamo ancora molto da imparare sulle nane brune. Questi oggetti variano in massa da una massa stimata di 13 volte quella di Giove a 75 volte o più, ma esattamente dove si trovano questi due confini è un dilemma in corso. “Le persone discutono su questo nelle conferenze tutto il tempo”, ha detto Beth Biller, un astronomo dell’Università di Edimburgo nel Regno Unito, in particolare il limite inferiore. Mentre 13 masse di Giove sono all’incirca la massa alla quale può avvenire la fusione del deuterio—la caratteristica che differenzia le nane brune dai pianeti giganti gassosi—il confine può variare. “Non c’è niente di speciale nelle 13 masse di Giove”, ha detto Biller. “È completamente ad hoc.”

Anche le nane brune variano notevolmente in termini di temperatura. I più caldi hanno temperature superficiali di circa 2.000 gradi Celsius, “circa quella di una fiamma di candela”, ha detto Biller. I più freddi sono sotto i 200 gradi. Poiché non hanno una propria fonte di calore, le nane brune si raffredderanno gradualmente nel corso di miliardi di anni a queste temperature più basse. (Le subnane, che sfocano ulteriormente il confine tra i pianeti e le nane brune, possono essere ancora più fredde. Un oggetto chiamato SAGGIO 0855-0714 è sotto lo zero. “È l’oggetto più freddo che conosciamo al di fuori del nostro sistema solare”, ha detto Biller.)

Anche l’aspetto di una nana bruna da vicino non è chiaro. Nonostante il loro nome—proposto dall’astronomo Jill Tarter nel 1975, probabilmente non sono marroni. Sono più arancioni o rossi. “Nel bene e nel male è bloccato come nome”, ha detto Davy Kirkpatrick, astronomo del California Institute of Technology.

Hanno anche atmosfere, e quelle atmosfere possono mostrare una sorta di bande e tempeste simili a punti, come su Giove. L’anno scorso, Biller e i suoi colleghi hanno usato queste tempeste per… misurare la velocità del vento su una nana bruna a circa 34 anni luce di distanza. Per prima cosa hanno osservato le caratteristiche della sua atmosfera entrare e uscire dalla vista mentre ruotavano, quindi hanno confrontato questa velocità con una misurazione della velocità di rotazione interna dell’oggetto ricavata dal suo campo magnetico. Confrontando i due valori, i ricercatori hanno calcolato una velocità del vento di oltre 2.300 chilometri all’ora, più di cinque volte quella dei venti di Giove.

Poiché le nane brune colmano il divario tra stelle e pianeti, possono aiutarci a capire entrambi. All’estremità superiore della scala di massa, il confine tra le nane brune più grandi e le stelle più piccole può darci un’idea di come inizia la fusione nucleare. Un oggetto deve raggiungere temperature di circa 3 milioni di gradi Celsius nel suo nucleo per dare il via alla fusione nucleare, ha detto Nolan si addolora dell’Università di Ginevra in Svizzera; questo innesca una reazione a catena che trasforma l’idrogeno in elio. Ma nessuno è esattamente sicuro di quanta massa sia necessaria perché ciò accada, e in che punto una nana bruna diventa una stella. “Ci sono molti aspetti dell’evoluzione stellare su cui la nostra conoscenza è ancora piuttosto incerta”, ha detto Biller. “Dove si trova esattamente quel limite di fusione è una di quelle domande”.

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