Né stelle, né pianeti

Poco tempo fa gli astronomi hanno trovato una coppia di tali oggetti intermedi tra una stella e un pianeta gigante. Questi corpi celesti si trovano a circa 450 anni luce dalla Terra e si muovono nello spazio interstellare senza avere alcun legame con una stella

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Secondo la stragrande maggioranza degli astronomi Plutone non ha le caratteristiche adatte per essere classificato come pianeta. Un pianeta, per essere tale, deve orbitare intorno al Sole e deve essere sferico. Plutone orbita intorno al Sole, è sferico, ma non è solo, percorre la sua orbita accompagnato da diverse lune, una di esse ha quasi la metà delle dimensioni di Plutone, per questo è stato declassato e inserito nella categoria dei pianeti nani, la retrocessione è avvenuta nel 2006.

Questa definizione è discussa ancora oggi da molti che vorrebbero Plutone riammesso nel consesso dei pianeti. Questo problema non affligge solamente il piccolo Plutone ma affligge altre categorie di oggetti.

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Quando un oggetto cosmico lontano è troppo piccolo e troppo debole per essere una stella, ma anche troppo grande per essere un esopianeta, e non è solo, in che modo lo dobbiamo catalogare?

Poco tempo fa gli astronomi hanno trovato una coppia di tali oggetti intermedi tra una stella e un pianeta gigante. Questi corpi celesti si trovano a circa 450 anni luce dalla Terra e si muovono nello spazio interstellare senza avere alcun legame con una stella.

Questa coppia di oggetti particolari sono chiamate “nane brune”, sono oggetti che emettono una luce molto fioca e non hanno raggiunto la massa sufficiente ad accendere le reazioni di fusione nucleare nel loro nucleo. Questi due oggetti appena scoperti sono comunque piccoli anche per gli standard delle nane brune, e sembrano somigliare più a pianeti che a oggetti simili a stelle, almeno questo è il pensiero di Clémence Fontanive dell’Università di Berna in Svizzera, l’astronomo che li ha scoperti. La nana bruna più grande della coppia si trova lungo il confine che gli astronomi usano per differenziare le stelle dai pianeti, circa 13 volte la massa di Giove. Il più piccolo pesa solo otto volte la massa di Giove.

“Secondo questa definizione, dovrebbe essere un pianeta. Ma se un pianeta dovrebbe formarsi attorno a una stella, allora non è nemmeno un pianeta”, ha detto Fontanive. Le chiama “nane brune di massa planetaria”.
La coppia di nane brune si trova nella costellazione dell’Ofiuco, vicino all’equatore celeste. Sono circa cinque volte più distanti tra loro di quanto Plutone sia in media dal Sole, il che significa che sono una coppia forse instabile. Fontanive ha confermato la loro relazione studiando precedenti misurazioni del sistema catturate in un’indagine del cielo. Probabilmente mostrano un legame gravitazionale più debole di qualsiasi binario scoperto finora.
Le stelle generalmente si accendono quando hanno accumulato abbastanza massa da innalzare la pressione e il riscaldamento in modo tale da innescare la fusione dei  nuclei di idrogeno trasformandoli in elementi via via più pesanti. Quindi una stella deve raggiungere una massa minima per innescare la fusione e i pianeti invece si formano dal disco protoplanetario che circonda l’astro nascente, residui della sua formazione.

 

Le nane brune sono in qualche modo a metà tra una stella e un pianeta, ma per certi aspetti più simili a stelle. Sono molto più grandi e più calde dei pianeti e, a differenza dei pianeti giganti gassosi, possono fondere il deuterio, una forma di idrogeno pesante che ha nel nucleo un protone e un neutrone, trasformandolo in elio. Le nane brune però non possono avviare le principali reazioni nucleari che alimentano stelle come il nostro Sole. Sono destinati quindi a raffreddarsi in breve tempo.

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Molte nane brune sono probabilmente troppo fredde per riscaldare sufficientemente le superfici dei pianeti che potrebbero orbitare attorno a loro. Finora gli astronomi hanno trovato circa 2.000 nane brune, in un’ampia gamma di dimensioni. Ma la coppia trovata nella costellazione dell’Oficuo è così simile a un pianeta e così a malapena connessa da spostare il confine tra pianeta e stella.

“Poiché abbiamo trovato solo una manciata di questi binari di massa molto ridotta, non sappiamo davvero come sia il paesaggio”, ha detto Will Best, astronomo dell’Università del Texas ad Austin che studia le nane brune e non è stato coinvolto nella ricerca. Best ha aggiunto che non li considererebbe una stella e un pianeta, o un pianeta e una luna, ma un sistema binario.

L’universo sembra non contenere molti di questi oggetti, ma poiché le nane brune sono più brillanti nella loro giovinezza, trascorrono il resto della loro vita raffreddandosi e diventando sempre più deboli. “Quando avranno un miliardo di anni, saranno praticamente invisibili”, ha spiegato Best.

 

Fontanive e il suo team non sanno con precisione quanti anni abbiano gli oggetti appena scoperti, ma stimano che abbiano circa 3 milioni di anni – appena un attimo della vita di una stella – perché è più o meno l’età delle altre stelle che si sono formate nella stessa regione dello spazio. C’è una possibilità che possano ancora crescere, e Fontanive lo vuole confermare con ulteriori osservazioni della loro luce.

Fontanive è andata alla ricerca di nane brune di piccola massa perché è interessata a studiare esopianeti giganti. La maggior parte di questi sono estremamente vicini alle loro stelle, il che li rende molto difficili da studiare. Ha trovato questi mondi usando il telescopio spaziale Hubble e ha confermato che si tratta di un sistema binario analizzando 14 anni di dati presi dall’osservatorio Canada-France-Hawaii Telescope sul Mauna Kea. Un  documento che  descrive la scoperta è stato accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters .

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Gli oggetti danno un certo credito a una delle due teorie, attualmente nel bel mezzo di un acceso dibattito, che spiegano come sono fatti i pianeti nella placenta delle stelle. Alcuni astronomi sostengono che i mondi nascono nei flussi di gas turbolenti che circondano le protostelle. Altri astronomi sostengono che si aggregano attraverso forze statiche e di altro tipo, accumulando gradualmente più polvere e rocce più grandi per trasformarsi in pianeti. La presenza di queste strane sfere senza stelle potrebbe portare alla prima teoria esposta, ha detto Fontanive. La giovinezza del sistema indica che questi oggetti si sono formati molto rapidamente e il metodo di accrescimento richiederebbe troppo tempo. Inoltre, il secondo metodo è più violento – pensa alle collisioni di asteroidi e ai bombardamenti planetari – e probabilmente avrebbe fatto venir meno il legame tra i due oggetti, ha aggiunto Fontanive.

“Hai bisogno di qualcosa di abbastanza forte per allontanarti dalla gravità della stella principale, e se hai qualcosa di abbastanza forte per farlo, sembra molto improbabile che questi oggetti binari rimangano insieme”, ha detto Fontanive. “Oppure è possibile che si siano formati dove li vediamo, nel modo in cui si formerebbe una stella, e semplicemente non hanno mai accumulato abbastanza massa o materiale da diventare più caldi”.

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Abbiamo stelle e pianeti e sembra non esistere altro. Invece l’universo colma questo vuoto con oggetti che sembrano essere una via di mezzo.

ha concluso Fontanive: “Forse dovremmo trovare un altro modo per definire i pianeti, in base a come si formano o se orbitano attorno a una stella. Questo documento sta decisamente allungando queste domande”.