Le nane brune non sono proprio stelle e non sono proprio pianeti, e un nuovo studio suggerisce che potrebbero esserci più di loro in agguato nella nostra galassia di quanto gli scienziati pensassero in precedenza.

Un nuovo studio offre una spiegazione allettante su come sia nato un particolare oggetto cosmico chiamato WISEA J153429.75-104303.3, soprannominato "The Accident". L'incidente è una nana bruna. Sebbene si formino come stelle, questi oggetti non hanno massa sufficiente per avviare la fusione nucleare, il processo che fa brillare le stelle. E mentre le nane brune a volte sfidano la caratterizzazione, gli astronomi hanno una buona conoscenza delle loro caratteristiche generali.

o lo hanno fatto, finché non hanno trovato questo.

L'incidente ha preso il nome dopo essere stato scoperto per pura fortuna. È scivolato oltre le normali ricerche perché non assomiglia a nessuno dei poco più di 2, 000 nane brune che sono state trovate finora nella nostra galassia.

Quando le nane brune invecchiano, si rinfrescano, e la loro luminosità in diverse lunghezze d'onda della luce cambia. Non è diverso da come alcuni metalli, quando riscaldato, passano dal bianco brillante al rosso intenso mentre si raffreddano. L'incidente ha confuso gli scienziati perché era debole in alcune lunghezze d'onda chiave, suggerendo che faceva molto freddo (e vecchio), ma luminoso negli altri, indicando una temperatura più alta.

"Questo oggetto ha superato tutte le nostre aspettative, " ha detto Davy Kirkpatrick, un astrofisico dell'IPAC al Caltech di Pasadena, California. Lui e i suoi coautori postulano nel loro nuovo studio, che appare in Le Lettere del Giornale Astrofisico , che l'incidente potrebbe avere dai 10 ai 13 miliardi di anni, almeno il doppio dell'età media di altre nane brune conosciute. Ciò significa che si sarebbe formato quando la nostra galassia era molto più giovane e aveva una composizione chimica diversa. Se è il caso, ci sono probabilmente molte altre di queste antiche nane brune in agguato nel nostro quartiere galattico.

Un profilo peculiare

L'incidente è stato individuato per la prima volta dal Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) della NASA. lanciato nel 2009 sotto il moniker WISE e gestito dal Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. Poiché le nane brune sono oggetti relativamente freddi, irradiano principalmente luce infrarossa, o lunghezze d'onda più lunghe di quanto l'occhio umano può vedere.

Per capire come The Accident possa avere proprietà così apparentemente contraddittorie, alcuni suggeriscono che è molto freddo, altri indicano che è molto più caldo:gli scienziati avevano bisogno di maggiori informazioni. Così l'hanno osservato in ulteriori lunghezze d'onda infrarosse con un telescopio a terra presso l'Osservatorio W. M. Keck alle Hawaii. Ma la nana bruna appariva così debole in quelle lunghezze d'onda, non potevano rilevarlo affatto, apparentemente confermando il loro suggerimento che faceva molto freddo.

Successivamente decisero di determinare se l'oscurità derivasse dal fatto che l'incidente era più lontano del previsto dalla Terra. Ma non era così, secondo precise misurazioni della distanza dei telescopi spaziali Hubble e Spitzer della NASA. Dopo aver determinato la distanza dell'oggetto, circa 50 anni luce dalla Terra, il team si è reso conto che si sta muovendo velocemente, circa mezzo milione di miglia all'ora (800, 000 km/h). È molto più veloce di tutte le altre nane brune conosciute a questa distanza dalla Terra, il che significa che probabilmente sta sbandando per la galassia da molto tempo, incontrando oggetti massicci che lo accelerano con la loro gravità.

Con un mucchio di prove che suggeriscono che l'incidente è estremamente antico, i ricercatori suggeriscono che le sue strane proprietà non sono affatto strane e che potrebbero essere un indizio della sua età.

Quando la Via Lattea si formò circa 13,6 miliardi di anni fa, era composto quasi interamente da idrogeno ed elio. Altri elementi, come il carbonio, formato all'interno delle stelle; quando le stelle più massicce esplodevano come supernovae, hanno disperso gli elementi in tutta la galassia.

Metano, composto da idrogeno e carbonio, è comune nella maggior parte delle nane brune che hanno una temperatura simile a The Accident. Ma il profilo luminoso di The Accident suggerisce che contiene pochissimo metano. Come tutte le molecole, il metano assorbe specifiche lunghezze d'onda della luce, quindi una nana bruna ricca di metano sarebbe debole in quelle lunghezze d'onda. L'incidente, al contrario, è brillante in quelle lunghezze d'onda, che potrebbe indicare bassi livelli di metano.

Così, il profilo luminoso di The Accident potrebbe corrispondere a quello di una nana bruna molto antica formatasi quando la galassia era ancora povera di carbonio; pochissimo carbonio in formazione significa pochissimo metano nella sua atmosfera oggi.

"Non è una sorpresa trovare una nana bruna così vecchia, ma è una sorpresa trovarne uno nel nostro cortile, " ha detto Federico Marocco, un astrofisico dell'IPAC al Caltech che ha guidato le nuove osservazioni utilizzando i telescopi Keck e Hubble. "Ci aspettavamo che esistessero nane brune così antiche, ma ci aspettavamo anche che fossero incredibilmente rari. La possibilità di trovarne uno così vicino al sistema solare potrebbe essere una fortunata coincidenza, o ci dice che sono più comuni di quanto pensassimo".

Un fortunato incidente

Per trovare nane brune più antiche come The Accident, se sono là fuori, i ricercatori potrebbero dover cambiare il modo in cui cercano questi oggetti.

L'incidente è stato scoperto dallo scienziato cittadino Dan Caselden, che stava usando un programma online da lui creato per trovare le nane brune nei dati NEOWISE. Il cielo è pieno di oggetti che irradiano luce infrarossa; nell'insieme, questi oggetti sembrano rimanere fissi nel cielo, a causa della loro grande distanza dalla Terra. Ma poiché le nane brune sono così deboli, sono visibili solo quando sono relativamente vicini alla Terra, e questo significa che gli scienziati possono osservarli muoversi nel cielo per mesi o anni. (NEOWISE mappa l'intero cielo circa una volta ogni sei mesi.)

Il programma di Caselden ha tentato di rimuovere gli oggetti a infrarossi fissi (come le stelle lontane) dalle mappe NEOWISE e di evidenziare gli oggetti in movimento che avevano caratteristiche simili alle nane brune conosciute. Stava guardando una di queste nane brune quando ne ha individuato un'altra, oggetto molto più debole che si muove rapidamente sullo schermo. Questo risulterebbe essere WISEA J153429.75-104303.3, che non era stato evidenziato perché non corrispondeva al profilo di una nana bruna del programma. Caselden l'ha preso per caso.

"Questa scoperta ci sta dicendo che c'è più varietà nelle composizioni delle nane brune di quante ne abbiamo viste finora, " ha detto Kirkpatrick. "Ci sono probabilmente quelli più strani là fuori, e dobbiamo pensare a come cercarli".

Lanciato nel 2009, la navicella spaziale WISE è stata messa in letargo nel 2011 dopo aver completato la sua missione primaria. Nel settembre 2013, La NASA ha riattivato il veicolo spaziale con l'obiettivo principale di scansionare oggetti vicini alla Terra, o NEO, e la missione e il veicolo spaziale sono stati ribattezzati NEOWISE. JPL, una divisione di Caltech, gestito e gestito WISE per la direzione della missione scientifica (SMD) della NASA. La missione è stata selezionata in modo competitivo nell'ambito del programma Explorers della NASA gestito dal Goddard Space Flight Center dell'agenzia a Greenbelt, Maryland. NEOWISE è un progetto di JPL, una divisione di Caltech, e l'Università dell'Arizona, supportato dall'Ufficio di coordinamento della difesa planetaria della NASA.