Le nane brune sono oggetti celesti con masse inferiori a un decimo della massa del sole. Ciò li rende troppo piccoli per subire la fusione nucleare e brillare come stelle. Prima d'ora, gli scienziati non sapevano se le nane brune si formano come stelle simili al Sole oppure no.

Un test di questa ipotesi richiede osservazioni ad alta sensibilità e ad alta risoluzione angolare delle nane brune durante i loro primi stadi di formazione.

Un team internazionale guidato dall'astrofisico della LMU, Dr. Basmah Riaz, dell'Osservatorio universitario di Monaco, è riuscito proprio a questo:i ricercatori hanno condotto osservazioni della nana bruna estremamente giovane, Ser-emb 16, utilizzando il sofisticato osservatorio ALMA in Cile e hanno pubblicato i loro risultati. nella rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

"Le nostre osservazioni hanno rivelato spettacolari strutture a spirale e a stelle filanti su larga scala, mai viste prima in una nana bruna appena nata", spiega Riaz. I filamenti coprono una vasta area di circa 2.000-3.000 unità astronomiche e sono collegati a Ser-emb 16. Attorno ad esso sono stati osservati anche grumi di materia, che a loro volta potrebbero potenzialmente evolversi in giovani nane brune.

"Queste osservazioni mostrano, per la prima volta, l'influenza dell'ambiente esterno, che si traduce in un accrescimento di massa asimmetrico attraverso l'alimentazione di filamenti su una nana bruna in formazione", afferma l'astronomo.

Collassi di grumi o nuclei magnetici?

Le strutture a spirale e le stelle filanti forniscono importanti indizi su come si formano le nane brune. Dopo aver simulato i possibili scenari, i ricercatori li hanno confrontati con i dati dell'osservatorio ALMA. Le grandi strutture potrebbero essere spiegate, ad esempio, dalle collisioni di ammassi in collasso all’interno di una regione di formazione stellare. Perché ciò accada, tali collisioni dovrebbero verificarsi almeno una volta durante la vita dei nuclei di formazione stellare.

"Abbiamo dimostrato attraverso nuove simulazioni numeriche che le collisioni innescano il collasso anche di piccoli grumi per formare nane brune. Spirali e stelle filanti di varie dimensioni e morfologie si formano a causa delle collisioni che avvengono lateralmente, non frontalmente", afferma il coautore Dr. Dimitris Stamatellos dell'Università del Lancashire Centrale in Inghilterra.

Se questo modello è corretto, implica un processo dinamico di formazione delle nane brune, simile alle stelle simili al Sole, in cui le interazioni caotiche in un ambiente di formazione stellare sono comuni fin dalla tenera età.

In un altro scenario, le simulazioni hanno mostrato che le strutture osservate corrispondono al grande (pseudo) disco attorno a una nana bruna molto giovane, dove lo (pseudo) disco è stato attorcigliato dalla rotazione del nucleo della nana bruna in presenza di un forte campo magnetico. Se questo modello è corretto, significa che il campo magnetico gioca un ruolo importante nel processo di formazione della nana bruna.

"Le nostre osservazioni con ALMA forniscono una visione unica delle prime fasi di formazione delle nane brune", afferma Riaz. Un confronto delle osservazioni con i modelli supporta uno scenario di caduta gravitazionale che può spiegare l'accrescimento di massa asimmetrico osservato sotto forma di spirali e stelle filanti, come osservato attorno alle stelle in formazione.

"Di conseguenza, Ser-emb 16 costituisce un caso unico di nana bruna catturata nel processo di formazione in modo simile a una stella", spiega il professor Masahiro Machida dell'Università di Kyushu in Giappone, anche lui coautore dello studio.