Una scoperta accidentale: le nane brune potrebbero essere molto più popolari del previsto

Questi oggetti sfidano le classificazioni degli astronomi perché non sono propriamente né stelle né pianeti: si formano come stelle ma non hanno una massa sufficiente per avviare il processo interno di fusione nucleare. "The Accident" (l'Incidente) è uno di loro. È stato scoperto per pura fortuna (di qui il nome), sfuggendo alle osservazioni perché non assomigliava a nessuna delle 2000 nane brune trovate finora nella Via Lattea.

Quando le nane brune invecchiano, si raffreddano e la loro luminosità cambia a diverse lunghezze d'onda. The Accident ha confuso gli scienziati fino all'ultimo perché era debole in alcune lunghezze d'onda chiave ma luminoso in altre, suggerendo che fosse molto freddo e vecchio nel primo caso ma caldo nel secondo.

Il nuovo studio apparso sull'Astrophysical Journal Letters, guidato da Davy Kirkpatrick astrofisico dell'IPAC al Caltech, afferma che The Accident potrebbe avere da 10 a 13 miliardi di anni, almeno il doppio dell'età media di altre nane brune conosciute. Questo significa che si sarebbe formato quando la Via Lattea era molto più giovane e aveva una composizione chimica diversa. Ciò suggerisce che potrebbero esserci molte altre di queste antiche nane brune in agguato nel nostro quartiere galattico.

Questo mosaico mostra l'intero cielo ripreso dal Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Molti oggetti cosmici irradiano infrarossi, inclusi gas e nuvole di polvere dove si formano le stelle e nane brune.
Crediti: NASA/JPL-Caltech/UCLA

La particolarità dell'Incidente

The Accident è stato individuato per la prima volta dal Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE), lanciato nel 2009 con il nome WISE e gestito dal Jet Propulsion Laboratory della NASA. La scoperta accidentale è avvenuta per merito del citizen scientist Dan Caselden che stava usando un proprio programma online per trovare le nane brune nei set dati NEOWISE.

Poiché le nane brune sono oggetti relativamente freddi, irradiano principalmente luce infrarossa. Per capire, però, come The Accident potesse avere proprietà così apparentemente contraddittorie, gli scienziati avevano bisogno di più informazioni. Ad altre lunghezze d'onda infrarosse, però, la nana bruna appariva molto debole, quasi irrilevabile: ciò sembrava confermare indirettamente che potesse essere molto fredda. Oppure era solo più lontana del previsto? Hubble e Spitzer della NASA hanno determinato la distanza dell'oggetto che, invece, è risultato piuttosto vicino, circa 50 anni luce dalla Terra, ma il team si è reso conto che si stava muovendo velocemente, a circa 800.000 km/h. Molto più velocemente di qualsiasi altra nana bruna conosciuta a tale distanza. Una tale velocità potrebbe significare che The Accident sta sbandando nella Via Lattea da molto tempo, incontrando oggetti enormi che, con la loro gravità, lo accelerano.

Queste scoperte suggeriscono che l'oggetto è molto antico e le sue strane proprietà non sono affatto strane ma un indizio della sua età.

Quando la Via Lattea si formò circa 13,6 miliardi di anni fa, era composta quasi interamente da idrogeno ed elio. Altri elementi, come il carbonio, si sono formati all'interno delle stelle; quando le stelle più massicce sono esplose come supernova, hanno disperso il carbonio ed altri gli elementi in tutta la galassia.
Il metano, composto da idrogeno e carbonio, è comune nella maggior parte delle nane brune ma il profilo spettroscopico di The Accident suggerisce che contiene pochissimo metano. Pertanto, poiché pochissimo carbonio in formazione significa pochissimo metano nell'atmosfera oggi, il suo profilo luminoso potrebbe corrispondere a quello di una nana bruna molto antica, nata quando la galassia era ancora povera di carbonio.

"Non è una sorpresa trovare una nana bruna così vecchia, ma è una sorpresa trovarne una nel nostro cortile", ha detto Federico Marocco, astrofisico dell'IPAC 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 rare. La possibilità di trovarne una così vicino al Sistema Solare potrebbe essere una fortunata coincidenza, oppure suggerisce  che sono più comuni di quanto pensassimo".