Un oggetto cosmico ben studiato ha sorpreso gli astronomi. Il “fallito stella” Gliese 229B si è rivelato essere due così detti “nane brune” che orbitano strettamente l’una attorno all’altra e non solo una. Questa rivelazione significa che Gliese 229B è una “binaria di nane brune” unica nel suo genere, aumentando la speranza che ci siano altri sistemi esotici simili da scoprire nella Via Lattea. La scoperta risolve anche un mistero di lungo corso riguardo Gliese 229B, spiegando perché questa nana bruna appare troppo debole per la sua massa. “Gliese 229B era considerata la nana bruna simbolo,” ha dichiarato un membro del team e ricercatore del California Institute of Technology (Caltech) Jerry W. Xuan in una dichiarazione. “E ora sappiamo che ci siamo sbagliati riguardo la natura dell’oggetto. Non è una ma due. Semplicemente non eravamo in grado di sondare distanze così ravvicinate fino ad ora.” Le nane brune hanno il triste soprannome di “stelle fallite” perché si formano da nubi di gas e polvere in collasso come le “stelle normali”, ma non riescono a raccogliere abbastanza massa da ciò che resta di questa nube per innescare la fusione dell’idrogeno in elio nei loro nuclei. Gliese 229B si trova a 19 anni luce di distanza, dove orbita attorno a una nana rossa chiamata Gliese 229. Nel 1995, è diventata la prima nana bruna conosciuta, introducendo gli astronomi alle stelle fallite. Ora, in modo appropriato, introduce il nuovo concetto di binarie di nane brune incredibilmente vicine.
Gli astronomi possono scusarsi per non aver distinto i due corpi di Gliese 229B, ora designati Gliese 229Ba e Gliese 229Bb. Sono separati da una distanza di soli 3,8 milioni di miglia (6,1 milioni di chilometri). Questa potrebbe sembrare una distanza incredibile, ma per mettere in prospettiva, è solo 16 volte la distanza tra la Terra e la Luna e solo circa il 4% della distanza tra la Terra e il Sole. Le due nane brune di Gliese 229B sono così strettamente legate che girano l’una attorno all’altra ogni 12 giorni terrestri.
Notizie spaziali in tempo reale, gli ultimi aggiornamenti su lanci di razzi, eventi di osservazione del cielo e molto altro! “Questa scoperta che Gliese 229B è binaria non solo risolve la recente tensione osservata tra la sua massa e la sua luminosità, ma approfondisce significativamente la nostra comprensione delle nane brune, che si trovano al confine tra stelle e pianeti giganti,” ha affermato un membro del team e professore di astronomia del Caltech, Dimitri Mawet.
Trovare il link mancante
Le nane brune sono affascinanti per gli astronomi perché, almeno in termini di massa, colmano il divario tra i pianeti più massicci e le stelle meno massive. Queste stelle fallite sono generalmente considerate avere tra 13 e 80 masse di Giove. Un tale “link mancante” tra stelle e pianeti era stato teorizzato sin dagli anni ’60, ma ci sono voluti fino alla metà degli anni ’90 per scoprire uno (o due come sappiamo ora) nella forma di Gliese 229B. Un team, che include Rebecca Oppenheimer, parte del gruppo dietro questa nuova rivelazione, ha scoperto le stelle fallite.
Oppenheimer è ora professoressa nel Dipartimento di Astrofisica presso il Museo Americano di Storia Naturale, ma era una studentessa laureata del Caltech nel 1995. Insieme ai colleghi, Oppenheimer utilizzò l’Osservatorio Palomar per scoprire che Gliese 229B possiede metano nella sua atmosfera. Questo è comune ai pianeti giganti gassosi ma non alle stelle, il che significa che la somiglianza di Gliese 229B con una stella suggeriva la sua natura di link mancante tra pianeti e stelle. “Vedere il primo oggetto più piccolo di una stella orbitare attorno a un’altra stella era esaltante,” ha detto Oppenheimer. “Ha dato inizio a un’industria domestica di persone alla ricerca di stranezze come essa, ma è rimasta un enigma per decenni.” Un’illustrazione mostra un confronto di dimensioni tra il sole, una nana bruna, Giove e la Terra (se riesci a trovarla!).
Negli oltre trent’anni dalla scoperta di Gliese 229B, gli astronomi l’hanno studiata intensamente, scoprendo che anche per una stella fallita, è troppo debole per la sua massa. Questo ha portato gli scienziati a teorizzare che Gliese 229B debba essere due nane brune e non una sola. Tuttavia, l’osservazione di questa dualità è ancora sfuggita agli astronomi. “Per sfuggire all’attenzione degli astronomi per 30 anni, le due nane brune avrebbero dovuto essere molto vicine l’una all’altra,” ha spiegato Xuan.
Xuan e i colleghi sono riusciti a ottenere risultati dove altri astronomi avevano fallito, utilizzando due strumenti diversi, entrambi installati al Very Large Telescope (VLT) situato nella regione del deserto di Atacama nel nord del Cile. L’interferometro GRAVITY ha consentito ai ricercatori di risolvere spazialmente Gliese 229B in due corpi, mentre lo spettrografo CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle (CRIRES+) ha permesso loro di rilevare spettri di luce provenienti da entrambi gli oggetti. Questo ultimo strumento ha rivelato il redshift di una nana bruna, la “compressione” delle lunghezze d’onda della luce che indica un oggetto che si allontana dalla Terra, e il blueshift dell’altra stella fallita, una distensione della lunghezza d’onda della luce che indica movimento verso la Terra.
Ecco quindi la rivelazione del duo di nane brune Gliese 229Ba e Gliese 229Bb. “Questi due mondi che si muovono l’uno attorno all’altro sono in realtà più piccoli in raggio di Giove. Apparirebbero piuttosto strani nel nostro cielo notturno se avessimo qualcosa di simile nel nostro sistema solare,” ha affermato Oppenheimer. “Questa è la scoperta più emozionante e affascinante nell’astrofisica substellare in decenni.” Sebbene la formazione di binarie di nane brune ravvicinate sia un mistero, è possibile che la nube di gas e polvere che ha dato origine a queste stelle fallite potrebbe aver generato due “sementi” di nane brune. Queste sementi potrebbero quindi essere diventate legate gravitazionalmente, portando alla nascita del sistema Gliese 229B e di altri simili che aspettano solo di essere trovati. “Il fatto che la prima compagnia di nana bruna conosciuta sia binaria è un buon segno per gli sforzi in corso per trovarne di più,” ha aggiunto Xuan.
Il team ora mira a cercare binarie di nane brune con orbite più ravvicinate utilizzando strumenti come il Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) situato all’Osservatorio W. M. Keck alle Hawai’i. Potrebbero anche rivolgersi al prossimo High-resolution Infrared SPectrograph for Exoplanet Characterization (HISPEC) dell’Osservatorio Keck, attualmente in costruzione al Caltech. “È così bello vedere che, dopo quasi 30 anni, ci sia stato un nuovo sviluppo,” ha detto Shri Kulkarni, professore di astronomia e scienze planetarie al Caltech, che non faceva parte di questo team ma era uno dei primi scopritori di Gliese 229B. “Ora, questo sistema binario stupisce ancora.” Lo studio di Gliese 229Ba e Gliese 229Bb è stato pubblicato nella rivista Nature il 16 ottobre.