Un gruppo di ricerca guidato dall'Università dell'Arizona ha trovato bande e strisce sulla nana bruna più vicina alla Terra, alludendo ai processi che agitano l'atmosfera della nana bruna dall'interno.

Le nane brune sono misteriosi oggetti celesti che non sono né stelle né pianeti. Hanno all'incirca le dimensioni di Giove, ma in genere sono decine di volte più massicce. Ancora, sono meno massicce delle stelle più piccole, quindi i loro nuclei non hanno abbastanza pressione per fondere gli atomi come fanno le stelle. Sono calde quando si formano e si raffreddano gradualmente, brillano debolmente e si attenuano lentamente per tutta la vita, rendendoli difficili da trovare. Nessun telescopio può vedere chiaramente le atmosfere di questi oggetti.

"Ci siamo chiesti, le nane brune somigliano a Giove, con le sue regolari cinture e fasce sagomate da larghe, parallelo, getti longitudinali, o saranno dominati da uno schema in continua evoluzione di gigantesche tempeste note come vortici come quelle che si trovano sui poli di Giove?", ha affermato il ricercatore dell'Arizona Daniel Apai, professore associato presso il Dipartimento di Astronomia e Osservatorio Steward e il Laboratorio Lunare e Planetario.

Apai è l'autore principale di un nuovo studio pubblicato oggi in Il Giornale Astrofisico che cerca di rispondere a questa domanda usando una tecnica nuova.

Lui e il suo team hanno scoperto che le nane brune sembrano sorprendentemente simili a Giove. I modelli nelle atmosfere rivelano venti ad alta velocità che corrono paralleli agli equatori delle correnti marroni. Questi venti mescolano le atmosfere, ridistribuendo il calore che emerge dagli interni caldi delle nane brune. Anche, come Giove, vortici dominano le regioni polari.

Alcuni modelli atmosferici hanno previsto questo modello atmosferico, Apai ha detto, compresi i modelli del compianto Adam Showman, un professore del Laboratorio Lunare e Planetario dell'UArizona e leader nei modelli dell'atmosfera delle nane brune.

"I modelli del vento e la circolazione atmosferica su larga scala hanno spesso effetti profondi sulle atmosfere planetarie, dal clima terrestre all'apparizione di Giove, e ora sappiamo che tali getti atmosferici su larga scala modellano anche le atmosfere delle nane brune, "disse Apai, i cui coautori sul paper sono l'Osservatorio Astronomico di Padova Luigi Bedin e Domenico Nardiello, che è anche affiliato al Laboratoire d'Astrophysique de Marseille in Francia.

"Sapere come soffiano i venti e ridistribuiscono il calore in una delle nane brune più studiate e più vicine ci aiuta a capire i climi, temperature estreme ed evoluzione delle nane brune in generale, " ha detto Apai.

Il gruppo di Apai all'UArizona è leader mondiale nella mappatura delle atmosfere delle nane brune e dei pianeti al di fuori del nostro sistema solare utilizzando telescopi spaziali e un nuovo metodo.

Il team ha utilizzato il satellite Transiting Exoplanet Survey della NASA, o TESS, telescopio spaziale per studiare le due nane brune più vicine alla Terra. A soli 6 1/2 anni luce di distanza, le nane brune sono chiamate Luhman 16 A e B. Mentre entrambi hanno circa le stesse dimensioni di Giove, sono entrambi più densi e quindi contengono più massa. Luhman 16 A è circa 34 volte più massiccio di Giove, e Luhman 16 B, oggetto principale dello studio di Apai, è circa 28 volte più massiccio di Giove e circa 1, 500 gradi Fahrenheit in più.

"Il telescopio spaziale TESS, sebbene progettato per cacciare pianeti extrasolari, ha anche fornito questo set di dati incredibilmente ricco ed emozionante sulla nana bruna più vicina a noi, " Apai ha detto. "Con algoritmi avanzati sviluppati dai membri del nostro team, siamo stati in grado di ottenere misurazioni molto precise dei cambiamenti di luminosità mentre le due nane brune ruotavano. Le nane brune diventano più luminose ogni volta che le regioni atmosferiche più luminose si trasformano nell'emisfero visibile e più scure quando queste ruotano fuori dalla vista".

Poiché il telescopio spaziale fornisce misurazioni estremamente precise e non è interrotto dalla luce del giorno, il team ha raccolto più rotazioni che mai, fornendo la visione più dettagliata della circolazione atmosferica di una nana bruna.

"Nessun telescopio è abbastanza grande da fornire immagini dettagliate di pianeti o nane brune, " ha detto Apai. "Ma misurando come la luminosità di questi oggetti rotanti cambia nel tempo, è possibile creare mappe rozze delle loro atmosfere, una tecnica che, nel futuro, potrebbe anche essere usato per mappare pianeti simili alla Terra in altri sistemi solari che altrimenti sarebbero difficili da vedere".

I risultati dei ricercatori mostrano che c'è molta somiglianza tra la circolazione atmosferica dei pianeti del sistema solare e le nane brune. Di conseguenza, le nane brune possono fungere da analoghi più massicci di pianeti giganti esistenti al di fuori del nostro sistema solare in studi futuri.

"Il nostro studio fornisce un modello per studi futuri di oggetti simili su come esplorare - e persino mappare - le atmosfere delle nane brune e dei pianeti extrasolari giganti senza la necessità di telescopi abbastanza potenti da risolverli visivamente, " ha detto Apai.

Il team di Apai spera di esplorare ulteriormente le nuvole, sistemi di tempesta e zone di circolazione presenti nelle nane brune e nei pianeti extrasolari per approfondire la nostra comprensione delle atmosfere oltre il sistema solare.