Le nane brune sono oggetti interstellari più grandi di Giove ma più piccoli delle stelle di massa più piccola. Nascono come stelle, da una nube di gas e polvere che collassa, ma non hanno massa sufficiente per sostenere la fusione dell'idrogeno come una stella normale.

Gli astronomi che utilizzano Hubble confermano che le compagne sono estremamente rare attorno alle nane brune di massa più bassa e più fredde. Hubble è in grado di rilevare sistemi binari vicini l'uno all'altro fino a una distanza di 300 milioni di miglia, ovvero la separazione approssimativa tra il nostro sole e la fascia degli asteroidi.

Ma non hanno trovato alcuna coppia binaria in un campione di nane brune nelle vicinanze del sole. Ciò implica che una coppia binaria di nane è così debolmente legata dalla gravità che si allontanano nell'arco di poche centinaia di milioni di anni a causa dell'attrazione delle stelle che le bypassano.

"La nostra indagine conferma che compagni ampiamente separati sono estremamente rari tra le nane brune isolate di massa più bassa e più fredde, anche se le nane brune binarie vengono osservate in età più giovane. Ciò suggerisce che tali sistemi non sopravvivono nel tempo", ha affermato l'autore principale Clémence Fontanive. dell'Istituto Trottier per la ricerca sugli esopianeti, Université de Montréal, Canada.

In un’indagine simile condotta da Fontanive un paio di anni fa, Hubble ha osservato nane brune estremamente giovani e alcune avevano compagne binarie, confermando che i meccanismi di formazione stellare producono coppie binarie tra nane brune di piccola massa. La mancanza di compagni binari per le nane brune più antiche suggerisce che alcune potrebbero aver iniziato come binarie ma si sono separate nel tempo.

Le nuove scoperte di Hubble, pubblicate su The Monthly Notice of the Royal Astronomical Society , supportano ulteriormente la teoria secondo cui le nane brune nascono allo stesso modo delle stelle, attraverso il collasso gravitazionale di una nube di idrogeno molecolare. La differenza è che non hanno massa sufficiente per sostenere la fusione nucleare dell'idrogeno per generare energia, mentre le stelle sì.

Più della metà delle stelle della nostra galassia hanno una stella compagna risultante da questi processi di formazione, con stelle più massicce che si trovano più comunemente nei sistemi binari. "La motivazione dello studio era davvero quella di vedere quanto basse in massa reggono le tendenze osservate tra i sistemi a più stelle", ha detto Fontanive.

"La nostra indagine Hubble offre prove dirette che questi sistemi binari che osserviamo quando sono giovani difficilmente sopravvivono fino a tarda età; probabilmente verranno interrotti. Quando sono giovani, fanno parte di una nuvola molecolare, e poi, man mano che invecchiano, la nuvola si disperde. Mentre ciò accade, le cose iniziano a muoversi e le stelle si passano l'una accanto all'altra. Poiché le nane brune sono così leggere, la presa gravitazionale che lega le coppie binarie larghe è molto debole e le stelle possono facilmente aggirarsi. smontare questi binari," ha detto Fontanive.

Il team ha selezionato un campione di nane brune precedentemente identificate dal Wide-Field Infrared Survey Explorer della NASA. Ha campionato alcune delle vecchie nane brune più fredde e di massa più bassa del vicinato solare. Queste antiche nane brune sono così fredde (qualche centinaio di gradi più calde di Giove nella maggior parte dei casi) che le loro atmosfere contengono vapore acqueo che si condensa.

Per trovare le compagne più belle, il team ha utilizzato due diversi filtri del vicino infrarosso, uno in cui le nane brune fredde sono luminose e un altro che copre lunghezze d'onda specifiche dove appaiono molto deboli a causa dell'assorbimento di acqua nelle loro atmosfere.

"Questa è la migliore prova osservativa fino ad oggi che le coppie di nane brune si allontanano nel tempo", ha detto Fontanive. "Non avremmo potuto condurre questo tipo di indagine e confermare i modelli precedenti senza la visione acuta e la sensibilità di Hubble."