Bisogna essere in due per ballare il tango, ma nel caso delle nane brune che una volta erano accoppiate come sistemi binari, questa relazione non dura a lungo, secondo una recente indagine effettuata utilizzando il telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA. Le nane brune sono oggetti interstellari più grandi di Giove ma più piccoli delle stelle di massa più piccola. Come le stelle, collassano da una nube di gas e polvere ma non hanno massa sufficiente per sostenere la fusione dell’idrogeno come una stella normale.
Come le stelle, le nane brune possono nascere in coppia e orbitare l’una attorno all’altra. Un’indagine del telescopio spaziale Hubble ha scoperto che più una nana bruna è vecchia, meno è probabile che abbia una nana compagna. 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. Chiamateli i “cuori solitari” del cosmo.
Hubble è in grado di rilevare sistemi binari vicini l’uno all’altro fino a 480 milioni di chilometri, la distanza approssimativa tra il nostro Sole e la fascia degli asteroidi. Ma gli astronomi che hanno effettuato l’indagine non hanno trovato alcuna coppia binaria in un campione di nane brune nelle vicinanze del Sole. “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 del Trottier Institute for Research on Exoplanets dell’Università di Montréal, in 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 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, a differenza delle stelle. Più della metà delle stelle della nostra galassia ha una stella compagna risultante da questi processi di formazione, con stelle più massicce che si trovano più comunemente nei sistemi binari.
“La nostra indagine di Hubble offre prove dirette del fatto che è improbabile che questi sistemi binari che osserviamo quando sono giovani sopravvivano fino alla vecchiaia e che probabilmente verranno alterati. Quando sono giovani, fanno parte di una nube molecolare e poi, man mano che invecchiano, la nube si disperde. Mentre ciò accade, le cose iniziano a muoversi e le stelle si incrociano. Poiché le nane brune sono così leggere, la presa gravitazionale che lega le coppie binarie larghe è molto debole, e le stelle che bypassano possono facilmente separare queste coppie binarie”, 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 nelle vicinanze del Sole. Queste vecchie 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 è condensato.
Per trovare le compagne più fredde, 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.
“La maggior parte delle stelle ha amici, siano essi compagni binari o esopianeti“, ha aggiunto Beth Biller, membro del team dell’Università di Edimburgo nel Regno Unito. “Questa indagine dimostra davvero che la stessa cosa non vale per le nane brune. Dopo un breve periodo all’inizio della loro vita, la maggior parte delle nane brune rimane “single” per il resto della sua lunghissima esistenza”.
“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 fare questo tipo di indagine e confermare i modelli precedenti senza la visione acuta e la sensibilità di Hubble”.
