Le nane brune sono la figlia di mezzo dell'astronomia, troppo grande per essere un pianeta ma non abbastanza grande per essere una stella. Come i loro fratelli stellari, questi oggetti si formano dal collasso gravitazionale di gas e polvere. Ma invece di condensarsi nel rovente nucleo nucleare di una stella, le nane brune trovano un equilibrio più zen, in qualche modo raggiungendo una stalla, stato più mite rispetto alle stelle alimentate dalla fusione.

Le nane brune sono considerate l'anello mancante tra i pianeti giganti gassosi più massicci e le stelle più piccole, e poiché emettono un bagliore relativamente fioco, è stato difficile individuarli nel cielo notturno. come stelle, alcune nane brune possono trattenere il disco di gas vorticoso e polvere rimasto dalla loro formazione iniziale. Questo materiale può scontrarsi e accumularsi per formare pianeti, anche se non è chiaro esattamente che tipo di pianeti possano generare le nane brune.

Ora i ricercatori del MIT, l'Università dell'Oklahoma, e altrove, con l'aiuto di scienziati cittadini, hanno identificato la giovane nana bruna più vicina con il tipo di disco che potrebbe potenzialmente formare pianeti. La nana bruna, denominato W1200-7845, ha solo 3,7 milioni di anni e si trova a 102 parsec vicini, o circa 332 anni luce dalla Terra.

A questa vicinanza, gli scienziati potrebbero essere in grado di ingrandire il giovane sistema con futuri telescopi ad alta potenza, per esaminare le prime condizioni del disco di una nana bruna e forse saperne di più sul tipo di pianeti che le nane brune potrebbero supportare.

Il nuovo sistema è stato scoperto tramite Disk Detective, un progetto crowdsourced finanziato dalla NASA e ospitato da Zooniverse che fornisce immagini di oggetti nello spazio per la classificazione del pubblico, con l'obiettivo di individuare oggetti che sono probabilmente stelle con dischi che potrebbero ospitare pianeti.

I ricercatori presentano i loro risultati, oltre ad annunciare una nuova versione del sito web di Disk Detective, questa settimana al meeting tutto virtuale dell'American Astronomical Society.

"Nel nostro quartiere solare"

Utenti di Diskdetective.org, lanciato per la prima volta nel 2014, può guardare attraverso "flipbook":immagini dello stesso oggetto nello spazio, scattata dal Wide-field Infrared Survey Explorer della NASA, o SAGGIO, che rileva le emissioni infrarosse come la radiazione termica emessa dai detriti di gas e polvere nei dischi stellari. Un utente potrebbe classificare un oggetto in base a determinati criteri, ad esempio se l'oggetto appare ovale, una forma che assomiglia di più a una galassia, o rotondo, segno che è più probabile che l'oggetto sia una stella che ospita il disco.

"Abbiamo più cittadini scienziati che esaminano ogni oggetto e danno la propria opinione indipendente, e confida nella saggezza della folla per decidere quali cose sono probabilmente galassie e quali sono probabilmente stelle con dei dischi intorno, ", afferma il coautore dello studio Steven Silverberg, un postdoc presso il Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT.

Da li, un team scientifico che include Silverberg segue i dischi classificati dalla folla, utilizzando metodi e telescopi più sofisticati per determinare se si tratta effettivamente di dischi, e quali caratteristiche possono avere i dischi.

Nel caso del W1200-7845 appena scoperto, i cittadini scienziati hanno classificato per la prima volta l'oggetto come un disco nel 2016. Il team scientifico, tra cui Silverberg e Maria Schutte, uno studente laureato presso l'Università dell'Oklahoma, poi ha osservato più da vicino la sorgente con uno strumento a infrarossi sui telescopi Magellan da 6,5 ​​metri all'Osservatorio di Las Campanas in Cile.

Con queste nuove osservazioni, hanno determinato che la fonte era davvero un disco attorno a una nana bruna che viveva all'interno di un "gruppo in movimento", un ammasso di stelle che tendono a muoversi come un tutt'uno nel cielo notturno. In astronomia, è molto più facile determinare l'età di un gruppo di oggetti piuttosto che di uno solo. Poiché la nana bruna faceva parte di un gruppo in movimento di circa 30 stelle, precedenti ricercatori sono stati in grado di stimare un'età media per il gruppo, di circa 3,7 milioni di anni, quella era probabilmente anche l'età della nana bruna.

La nana bruna è anche molto vicina alla Terra, a circa 102 parsec di distanza, rendendolo il più vicino, giovane nana bruna ancora rilevata. Per confronto, la nostra stella più vicina, Alpha Centauri, è 1 parsec dalla Terra.

"Quando è così vicino, lo consideriamo all'interno del vicinato solare, " dice Schutte. "Quella vicinanza è davvero importante, perché le nane brune hanno una massa inferiore e intrinsecamente meno luminose di altri oggetti come le stelle. Quindi più questi oggetti sono vicini a noi, più dettagli saremo in grado di vedere."

Alla ricerca di Peter Pan

Il team prevede di ingrandire ulteriormente W1200-7845 con altri telescopi, come ALMA, l'Atacama Large Millimeter Array in Cile, composto da 66 enormi parabole radio che lavorano insieme come un potente telescopio per osservare l'universo tra le bande radio e infrarosse. A questa gamma e precisione, i ricercatori sperano di vedere il disco stesso della nana bruna, per misurarne la massa e il raggio.

"La massa di un disco ti dice solo quanta roba c'è nel disco, che ci direbbe se la formazione di pianeti avviene attorno a questi sistemi, e che tipo di pianeti saresti in grado di produrre, "Dice Silverberg. "Potresti anche usare quei dati per determinare quali tipi di gas ci sono nel sistema che ti direbbero della composizione del disco".

Intanto, i ricercatori stanno lanciando una nuova versione di Disk Detective. Ad aprile 2019, il sito web è andato in pausa, come piattaforma di hosting, il popolare portale di scienziati cittadini Zooniverse, ha brevemente ritirato la sua precedente piattaforma software a favore di una versione aggiornata. La piattaforma aggiornata ha spinto Silverberg e i suoi colleghi a rinnovare Disk Detective. La nuova versione, lancio questa settimana, includerà immagini da un'indagine a cielo intero, PanSTARRS, che osserva la maggior parte del cielo in bande ottiche ad alta risoluzione.

"Stiamo ottenendo immagini più attuali con diversi telescopi con una migliore risoluzione spaziale questa volta, "dice Silverberg, chi gestirà il nuovo sito al MIT.

Laddove la versione precedente del sito mirava a trovare eventuali dischi attorno a stelle e altri oggetti, il nuovo sito è progettato per individuare i dischi "Peter Pan", dischi di gas e polvere che dovrebbero essere abbastanza vecchi da aver formato pianeti, ma per qualche ragione non l'ho ancora fatto.

"Li chiamiamo dischi di Peter Pan perché sembrano non crescere mai, " Silverberg says.

The team identified its first Peter Pan disk with Disk Detective in 2016. Since then, seven others have been found, each at least 20 million years old. With the new site, they hope to identify and study more of these disks, which could help to nail down conditions under which planets, and possibly life, may form.

"The disks we find will be excellent places to look for exoplanets, " Silverberg says.

"If planets take longer to form than we previously thought, the star they orbit will have fewer gigantic flares when the planets finally form. If the planet receives fewer flares than it would around a younger star, that could significantly impact our expectations for discovering life there."