Un sistema triplo a eclisse di nane brune

TROVATO NELL’INFRAROSSO, È COMPOSTO SOLO DI OGGETTI SUBSTELLARI

La Rete è invasa da un’infinità di immagini astronomiche e questo può indurre nel pubblico l’idea che lo studio del cosmo sia il semplice ottenimento di raffigurazioni degli oggetti celesti.

In realtà, il compito degli astronomi è di ricavare delle misure fisiche attraverso l’acquisizione di immagini e spettri, ma tale compito è tutt’altro che facile. In altre parole, non basta una bella fotografia per caratterizzare una stella, poiché non ci dice nulla in concreto su di essa, come massa, raggio ed età che sono parametri fondamentali per descriverne il comportamento.

Solo alcune proprietà possono essere ottenute direttamente; per esempio, la temperatura può essere determinata prendendo uno spettro, ma questo dato non ci informa sulla massa della sorgente. Ottenere la massa di una stella singola è infatti molto difficile, se non impossibile, e lo stesso vale per il suo raggio.

Certe proprietà possono essere desunte ricorrendo ai modelli, però l’unico modo per conoscerle con precisione è osservarle direttamente. Alcune volte la natura ci aiuta: se due stelle orbitano l’una attorno all’altra, il loro movimento è dettato dalla gravitazione e in modo abbastanza facile possiamo determinarne la massa. Se poi vediamo l’orbita di taglio, dalle rispettive eclissi possiamo determinare con buona precisione anche i raggi nei componenti del sistema.

Tale compito è ancora più difficile nel caso delle “nane brune”, oggetti di taglia intermedia più massici dei pianeti giganti e meno delle stelle nane rosse. Non hanno abbastanza massa per accendere la fusione nucleare dell’idrogeno nei loro nuclei e manifestano spesso caratteristiche insolite, tali da confonderle con le vere stelle e, se non bastasse, sono pure intrinsecamente molto deboli; perciò, è difficile studiarle anche con grandi telescopi, pure quando sono in coppia.

Per questo la scoperta del sistema 2M1510 è importante: grazie a una fortunata situazione, gli astronomi sono stati in grado di stimarne la massa e le dimensioni con grande precisione, e metterle in relazione con le rispettive temperature.

La coppia è stata scoperta nella rassegna infrarossa dell’intero cielo 2MASS (2-Micron All Sky Survey), e si presenta con due oggetti deboli e puntiformi, di luminosità leggermente diversa. La coppia è stata rilevata anche dal satellite europeo Gaia, che ne ha stimata, per via trigonometrica, una distanza di 120 anni luce dalla Terra. Le due componenti sono risultate separate da 37 miliardi di km, ancora abbastanza per restare unite per la gravità.

Inizialmente, si era pensato che il sistema fosse composto da una coppia di stelle di piccola massa appartenenti alla giovane associazione stellare Argus, di 45 milioni di anni d’età. In genere gli oggetti giovani sono più caldi, facendoli sembrare più massicci di quanto non siano in realtà, e ciò ha fatto sospettare che la coppia fosse invece costituita da due nane brune. Ma non è tutto.

Un team di astronomi ha osservato il sistema con Speculoos, una schiera di quattro telescopi da 1 metro installati in Cile e specializzati nella ricerca di pianeti e oggetti di piccola massa nella regione infrarossa, scoprendo che 2M1510A, la componente leggermente più luminosa del sistema, era a sua volta formata da una coppia di nane brune.

La conferma è arrivata da osservazioni condotte con il telescopio Keck da 10 m alle Hawaii, con cui si è potuto registrare l’oscillazione delle righe spettrali che anche le nane brune esibiscono. Ciò ha reso 2M1510 il primo sistema triplo gerarchico composto interamente da nane brune: una coppia stretta spettroscopica e una terza più lontana.

E non è tutto: le due nane brune nel sistema stretto (2M1510Ab e 2M1510Aa) orbitano in 21 giorni e sono separate da soli 19 milioni di km. Quindi, si può è potuta ricavare la massa dei due oggetti: 0,038 e 0,0375 masse solari rispettivamente (equivalenti a 40,0 e 39,3 masse gioviane). La fortuna ha voluto che entrambe le componenti si eclissassero del 4% per 90 minuti e questa circostanza ha permesso di determinarne con sufficiente precisione anche i raggi, risultati per entrambe pari a circa 1,57 quello di Giove.

Non è un dato banale, perché conferma come questa categoria di oggetti mostri una grande varietà di caratteristiche, non sempre immediatamente comprensibili e quasi paradossali. Nel caso specifico, pur essendo circa 40 volte più massicce di Giove, le dimensioni sono ancora comparabili con quelle del pianeta più grande del nostro Sistema Solare sebbene più calde, ma la densità è ben maggiore, pari a quasi il doppio del ferro.

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