Gli astronomi hanno trovato prove di un modello a strisce di nuvole sulla nana bruna chiamata Luhman 16A, come illustrato qui nel concetto di questo artista. Le bande di nubi sono state dedotte usando una tecnica chiamata polarimetria, in cui la luce polarizzata viene misurata da un oggetto astrofisico proprio come gli occhiali da sole polarizzati vengono utilizzati per bloccare l'abbagliamento. Questa è la prima volta che la polarimetria è stata utilizzata per misurare i modelli di nuvole su una nana bruna. L'oggetto rosso sullo sfondo è Luhman 16B, la nana bruna partner a Luhman 16A. Insieme, questa coppia è il sistema di nane brune più vicino alla Terra a 6,5 anni luce di distanza. Credito:Caltech/R. Ferita (IPAC)
Un team di astronomi ha scoperto che la nana bruna conosciuta più vicina, Luhman 16A, mostra segni di fasce nuvolose simili a quelle viste su Giove e Saturno. Questa è la prima volta che gli scienziati hanno utilizzato la tecnica della polarimetria per determinare le proprietà delle nuvole atmosferiche al di fuori del sistema solare, o esonuvole.
Le nane brune sono oggetti più pesanti dei pianeti ma più leggeri delle stelle, e in genere hanno da 13 a 80 volte la massa di Giove. Luhman 16A fa parte di un sistema binario contenente una seconda nana bruna, Luhman 16B. A una distanza di 6,5 anni luce, è il terzo sistema più vicino al nostro Sole dopo Alpha Centauri e la Stella di Barnard. Entrambe le nane brune pesano circa 30 volte tanto quanto Giove.
Nonostante il fatto che Luhman 16A e 16B abbiano masse e temperature simili (circa 1, 900°F o 1, 000°C), e presumibilmente formatosi allo stesso tempo, mostrano un tempo notevolmente diverso. Luhman 16B non mostra alcun segno di bande di nubi stazionarie, invece esibendo prove di maggiore irregolarità, nuvole irregolari. Luhman 16B ha quindi notevoli variazioni di luminosità a causa delle sue caratteristiche nuvolose, a differenza di Luhman 16A.
"Come la Terra e Venere, questi oggetti sono gemelli con condizioni meteorologiche molto diverse, " ha affermato Julien Girard dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland, un membro del team di scoperta. "Può piovere cose come silicati o ammoniaca. È un tempo piuttosto terribile, in realtà."
I ricercatori hanno utilizzato uno strumento sul Very Large Telescope in Cile per studiare la luce polarizzata del sistema Luhman 16. La polarizzazione è una proprietà della luce che rappresenta la direzione in cui oscilla l'onda luminosa. Gli occhiali da sole polarizzati bloccano una direzione di polarizzazione per ridurre l'abbagliamento e migliorare il contrasto.
"Invece di cercare di bloccare quel bagliore, stiamo cercando di misurarlo, " ha spiegato l'autore principale Max Millar-Blanchaer del California Institute of Technology (Caltech) di Pasadena, California.
Quando la luce viene riflessa dalle particelle, come goccioline di nuvole, può favorire un certo angolo di polarizzazione. Misurando la polarizzazione preferita della luce da un sistema distante, gli astronomi possono dedurre la presenza di nuvole senza risolvere direttamente la struttura delle nuvole delle nane brune.
"Anche da anni luce di distanza, possiamo usare la polarizzazione per determinare cosa ha incontrato la luce lungo il suo percorso, "aggiunse Girard.
"Per determinare cosa ha incontrato la luce lungo il suo percorso, abbiamo confrontato le osservazioni con modelli con proprietà diverse:atmosfere di nane brune con ponti di nuvole solide, bande di nuvole a strisce, e anche nane brune che sono oblate a causa della loro rapida rotazione. Abbiamo scoperto che solo modelli di atmosfere con bande di nuvole potrebbero corrispondere alle nostre osservazioni di Luhman 16A, " ha spiegato Theodora Karalidi della University of Central Florida di Orlando, Florida, un membro del team di scoperta.
La tecnica della polarimetria non si limita alle nane brune. Può essere applicato anche agli esopianeti in orbita attorno a stelle lontane. Le atmosfere di caldo, gli esopianeti giganti gassosi sono simili a quelli delle nane brune. Sebbene misurare un segnale di polarizzazione da esopianeti sarà più impegnativo, a causa della loro relativa debolezza e vicinanza alla loro stella, le informazioni ottenute dalle nane brune possono potenzialmente informare quegli studi futuri.
L'imminente James Webb Space Telescope della NASA sarebbe in grado di studiare sistemi come Luhman 16 per cercare segni di variazioni di luminosità nella luce infrarossa che sono indicative delle caratteristiche delle nuvole. Il Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) della NASA sarà dotato di uno strumento coronografo in grado di condurre la polarimetria, e potrebbe essere in grado di rilevare esopianeti giganti nella luce riflessa ed eventuali segni di nuvole nelle loro atmosfere.
Questo studio è stato accettato per la pubblicazione in The Giornale Astrofisico .
