Rappresentazione artistica di una nana bruna. Sono più massicci e più caldi dei pianeti ma mancano della fusione nucleare nel loro nucleo come nelle stelle normali. Due di queste stelle "fallite" sono state rilevate in orbita attorno alla stella ν Ophiuchi. Probabilmente si sono formati nel precedente disco protoplanetario della stella. Credito:NASA/JPL-Caltech
Le nane brune riempiono il "divario" tra le stelle e i pianeti molto più piccoli, due tipi molto diversi di oggetti astronomici. Ma come hanno origine deve ancora essere completamente spiegato. Gli astronomi dell'Università di Heidelberg potrebbero ora essere in grado di rispondere a questa domanda. Hanno scoperto che la stella ν Ophiuchi nella Via Lattea è orbitata da due nane brune, che con tutta probabilità si è formato insieme alla stella da un disco di gas e polvere, proprio come fanno i pianeti. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Astronomia e astrofisica .
Le nane brune orbitano attorno a una stella o viaggiano isolate nella vasta distesa della Via Lattea. La loro massa - sono almeno 13 volte più pesanti del pianeta Giove - è sufficiente per generare, almeno temporaneamente, energia nel loro nucleo attraverso la fusione nucleare. Non sono sufficientemente massicci, però, accendere l'idrogeno nei loro nuclei e quindi creare la propria luce. Il calore che continuano a irradiare dopo la formazione è il modo in cui gli astronomi sono in grado di localizzarli. Si stima che fino a 100 miliardi di nane brune si stabiliscano nella Via Lattea. Tuttavia non è chiaro come si formino, se siano stelle "fallite" o forse anche super-pianeti.
Le recenti scoperte fatte al Centro di Astronomia dell'Università di Heidelberg (ZAH) potrebbero fornire una risposta. Il Prof. Dr. Andreas Quirrenbach e il suo team presso l'Osservatorio statale di Königstuhl della ZAH hanno analizzato le variazioni della velocità radiale della stella Ophiuchi. Utilizzando telescopi negli Stati Uniti e in Giappone, gli astronomi di Heidelberg e altri misurarono la velocità della stella per 11 anni. La stella ha una massa leggermente superiore a due volte e mezzo quella del Sole, e si trova a circa 150 anni luce dalla Terra nella costellazione dell'Ofiuco.
Variazioni periodiche della velocità radiale di ν Ophiuchi in un periodo di circa dieci anni causate da due nane brune circolanti. Il blu, i punti dati verde e rosso provengono da telescopi in California, Giappone e Cile. Il movimento regolare nel ritmo di circa 530 giorni è causato dalla nana bruna interna. Alla terza e alla nona volta viene raggiunta una velocità particolarmente elevata - questo indica l'esistenza della nana bruna esterna, che ha esattamente sei volte il tempo di circolazione. Credito:A. Quirrenbach (ZAH/LSW) e T. Trifonov (MPIA)
Il team di Heidelberg ha notato un certo schema nelle misurazioni, simili a quelli causati dai pianeti orbitanti o dalle stelle binarie, che di solito non è niente di straordinario. Ma in questo caso, l'analisi approfondita dei dati ha rivelato qualcosa di straordinario:a quanto pare, ν Ophiuchi è orbitato da due nane brune con un periodo orbitale di circa 530 e 3, 185 giorni, che li mette in una configurazione risonante 6:1. Così, la nana bruna più vicina a ν Ophiuchi orbita intorno alla sua stella esattamente sei volte mentre l'altra, la nana bruna più distante completa solo un'orbita.
Questa scoperta getta una luce completamente nuova sull'evoluzione delle nane brune. Si sviluppano esclusivamente come stelle normali nelle nuvole interstellari, oppure possono formarsi anche nel cosiddetto disco protoplanetario di gas e polvere che circonda la stella madre nella prima fase della sua formazione? "La risonanza 6:1 è una forte indicazione per quest'ultimo scenario, " spiega il prof. Quirrenbach. "Solo allora le orbite delle nane brune di recente sviluppo potrebbero adattarsi a una risonanza stabile per milioni di anni".
Questo è ciò che suggeriscono le ampie analisi dinamiche per possibili configurazioni del sistema ν Ophiuchi, riferisce il ricercatore. Questo sistema superplanetario è il primo del suo genere nonché il primo segno sicuro che le nane brune possono formarsi in un disco protoplanetario, sottolinea il prof. Quirrenbach. Il ricercatore e il suo team sperano in altre scoperte simili che un giorno potrebbero consentire loro di chiarire quante delle stelle "fallite" sono in realtà sorelle più massicce di Giove e Saturno.
