L'illustrazione è una vista artistica di uno dei telescopi SPECULOOS, con la nana bruna binaria eclissante nel cielo. Il terzo punto rosso, è una terza nana bruna vicina, che fa anche parte dello stesso sistema. Il libro a lato riporta i dati che hanno portato alla scoperta. Nella pagina di sinistra c'è l'eclissi catturata da SPECULOOS mentre la pagina di destra mostra i dati di Keck e del VLT. Credito:Università di Birmingham / Amanda J. Smith.
Gli astronomi che lavorano sui risultati della "prima luce" di un telescopio appena commissionato in Cile hanno fatto una scoperta casuale che ha portato all'identificazione di un raro sistema binario di nane brune ad eclisse.
La scoperta, pubblicato oggi in Astronomia della natura , è stato guidato da un team internazionale di ricercatori, compresi scienziati dell'Università di Birmingham, lavorando al progetto SPECULOOS (Search for habitable Planets Eclipsing ULtra-cOOl Stars). SPECULOOS coinvolge l'Università di Birmingham in collaborazione con l'Università di Liegi, l'Università di Cambridge, l'Università di Berna, l'Istituto di Astrofisica delle Canarie, il Massachusetts Institute of Technology, e altre istituzioni partner.
La missione di SPECULOOS è investigare i pianeti che circondano nane ultrafredde, una categoria che include le stelle più piccole esistenti, così come oggetti chiamati "nane brune". Le nane brune sono oggetti "sub-stellari", il che significa che hanno meno massa di una stella ma più di un pianeta. Le nane brune non sono in grado di sostenere la fusione dell'idrogeno in elio, un processo che alimenta la luce di stelle normali come il Sole.
Gli astronomi prevedono che queste nane ultrafredde dovrebbero ospitare grandi popolazioni di vicini, pianeti rocciosi potenzialmente abitabili, offrendo una ricchezza di opportunità per esplorare una diversità di atmosfere e climi. Un esempio è il sistema a 7 pianeti TRAPPIST-1, che è stato scoperto dai membri della stessa squadra.
Subito dopo la costruzione i primi telescopi SPECULOOS, e durante le osservazioni di prova, il team ha preso di mira la nota nana bruna 2MASSW J1510478-281817, da allora ribattezzato 2M1510, nella costellazione della Bilancia. Le osservazioni SPECULOOS hanno raccolto un segnale distinto che ha portato i ricercatori a ipotizzare che 2M1510 potrebbero essere due nane brune invece di una, in orbita l'uno intorno all'altro.
Dott. Michael Gillon, Principal Investigator del progetto SPECULOOS, ha dichiarato:"Tra le prime osservazioni di prova che abbiamo eseguito, abbiamo rivolto uno dei nostri telescopi a una nota nana bruna. Ma improvvisamente l'oggetto sembrò attenuarsi per circa 90 minuti, che indicava che si era appena verificata un'eclissi."
Artem Burdanov, un ricercatore post-dottorato al MIT ha aggiunto:"Ci siamo rapidamente resi conto che probabilmente stavamo guardando due nane brune eclissanti, uno che passa davanti all'altro, una configurazione che è molto più rara dei sistemi planetari."
I ricercatori sono stati in grado di confermare la loro ipotesi utilizzando due telescopi più potenti, il telescopio Keck da 10 metri alle Hawaii, e il Very Large Telescope di 8 metri in Cile. Il VLT ha sede nello stesso sito dei telescopi SPECULOOS utilizzati per effettuare le osservazioni. Keck e VLT dispongono di spettrometri sensibili che possono essere utilizzati per misurare le velocità degli oggetti celesti. Nel caso di 2M1510, gli astronomi hanno rilevato le velocità di entrambe le nane brune mentre orbitano l'una intorno all'altra.
"Dal primissimo spettro che abbiamo ottenuto, potremmo dire che abbiamo avuto un'eccitante scoperta binaria, "dice Adam Burgasser, professore di Fisica all'Università della California, San Diego, che ha condotto l'analisi spettroscopica. "È stato emozionante vedere le linee di assorbimento muoversi avanti e indietro in perfetta sincronia, e questo ci ha permesso di misurare la massa del binario."
Il rilevamento di nane brune ad eclisse è estremamente raro:fino ad oggi è stato identificato solo un altro sistema di questo tipo. Questi sistemi forniscono agli astronomi l'opportunità di misurare direttamente i raggi e le masse delle nane brune, che sono grandezze fondamentali per i modelli teorici. 2M1510 è anche speciale in quanto è tra le pochissime nane brune ad avere un'età nota, a causa della sua appartenenza a un vicino ammasso di giovani stelle chiamato gruppo in movimento Argus.
"Raccogliere una combinazione di massa, raggio ed età sono davvero rari per una stella, figuriamoci una nana bruna, " ha detto il dottor Amaury Triaud, dalla School of Physics &Astronomy dell'Università di Birmingham, chi è stato l'autore principale dello studio. "Di solito mancano una o più di queste misure. Mettendo insieme tutti questi elementi, siamo stati in grado di verificare modelli teorici su come si raffreddano le nane brune, modelli che hanno più di 30 anni. Abbiamo trovato che i modelli corrispondono notevolmente bene con le osservazioni, una testimonianza dell'ingegno umano."
