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Una stella... ghiacciata!

Una nana bruna a soli 7,5 anni luce risulta essere la stella più fredda che si conosca.

Le nane brune sono oggetti enigmatici: si tratta di stelle all'estremo più freddo e meno luminoso della sequenza principale, con una massa quasi planetaria (compresa tra 13 e 80 volte la massa di Giove) e dunque non in grado di bruciare direttamente l'idrogeno in elio ma, semmai, piccole quantità di deuterio e litio. La loro esistenza fu ipotizzata negli anni '60 ma sono stati necessari 25 anni prima di riuscire ad osservarle realmente, a causa della loro luminosità estremamente ridotta; per osservare quelle più fredde (classi spettrali T e Y, con temperature inferiori a 1000 K), sono addirittura necessari telescopi giganti che lavorano nel vicino infrarosso (NIR) oppure telescopi in orbita con sensori nel medio infrarosso (MIR), poichè quest'ultima è la banda spettrale in cui emettono gran parte della loro debole radiazione.

WISE: rappresentazione artistica

 Rappresentazione artistica del telescopio infrarosso WISE - Credits: NASA/JPL/Caltech 

E' quello che è avvenuto anche con WISE J0855−0714, una nana bruna scoperta nei mesi scorsi tramite il "Wide-field Infrared Survey Explorer" (WISE, appunto). Fin dall'inizio si è notato che l'oggetto si muoveva molto rapidamente nel cielo e gli astronomi sanno bene che questo elevato moto proprio indica generalmente una distanza ridotta. Infatti ulteriori misure basate sui dati di un altro satellite infrarosso, lo Spitzer, oltre a confermare l'elevato moto proprio (ben 8,1 secondi d'arco all'anno), hanno permesso una misura della parallasse, collocando l'oggetto tra i 7 e gli 8 anni luce di distanza; questa vicinanza, combinata con la ridotta luminosità, dimostra che si tratta di un oggetto intrinsecamente debole, una nana bruna per l'appunto. Inoltre, dato che le riprese effettuate dai telescopi terrestri GeminiVISTA non mostravano in quella posizione nessun segnale in banda visibile o nel vicino infrarosso, l'oggetto doveva essere particolarmente freddo, anzi la nana bruna più fredda in assoluto (meno di 300K, ovvero 27°C)!

Si veda l'articolo iniziale di Luhman: http://arxiv.org/pdf/1404.6501v1.pdf

Adesso che nuove osservazioni WISE/Spitzer sono state aggiunte, la misura di distanza si è ulteriormente affinata: 7.53+0.26 anni luce, battendo di stretta misura la nana rossa Wolf 359 (CN Leonis) e diventando così il quarto sistema stellare più vicino al Sole, dopo Proxima e Alpha Centauri, la stella di Barnard e un'altra nana bruna (WISE 1049-5319). Le nuove misure implicano una temperatura superficiale ancora più bassa: 235-260 K (all'incirca tra -40 e -15 °C), comparabile con quelle registrate su Marte! Per queste temperature, i modelli teorici prevedono la possibile formazione di nubi di acqua nell'atmosfera stellare; considerato tutto questo, l'oggetto assomiglia molto di più ad un pianeta che ad una stella... se a questo aggiungiamo che la massa stimata da Luhman potrebbe essere soltanto 3-10 volte quella di Giove, l'ipotesi che si tratti in realtà di un "pianeta orfano" espulso da un sistema planetario non è da escludere! Probabilmente, per avere una risposta definitiva a queste domande, dovremo aspettare che venga messo in orbita il James Webb Space Telescope, in grado di registrarne lo spettro infrarosso.

Nana bruna

Rappresentazione artistica di una nana bruna - Credits: NASA/JPL/Caltech

Di seguito l'abstract dell'articolo pubblicato ieri da parte di K. L. Luhman e T. L. Esplin:

A NEW PARALLAX MEASUREMENT FOR THE COLDEST KNOWN BROWN DWARF

Draft version September 23, 2014
ABSTRACT
WISE J085510.83−071442.5 was recently discovered as the coldest known brown dwarf based on
four epochs of images from the Wide-field Infrared Survey Explorer and the Spitzer Space Telescope.
We have improved the accuracy of its parallax measurement by obtaining two additional epochs of
Spitzer astrometry. We derive a parallactic distance of 2.31±0.08 pc, which continues to support its
rank as the fourth closest known system to the Sun when compared to WISE J104915.57−531906.1 AB
(2.02±0.02 pc) and Wolf 359 (2.386±0.012 pc). The new constraint on the absolute magnitude at
4.5 µm indicates an effective temperature of 235–260 K based on four sets of theoretical models. We
also show the updated positions of WISE J085510.83−071442.5 in two color-magnitude diagrams.
Whereas Faherty and coworkers cited its location in MW2 versus J − W2 as evidence of water clouds,
we find that those data can be explained instead by cloudless models that employ non-equilibrium
chemistry

Altri riferimenti utili: 
http://it.wikipedia.org/wiki/Nana_bruna
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2011-263&rn=news.xml&rst=3113

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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