Scoperto un super pianeta con un radiotelescopio

L’Universo non ha dato vita solamente alle stelle, che grazie al processo di fusione nucleare generano luce anche per decine di miliardi di anni, ma ha dato vita anche a oggetti meno fortunati delle stelle, quelle che vengono chiamate “stelle fallite”.
Le stelle fallite sono una categoria di oggetti che popolano le galassie note anche come nane brune o “super pianeti”. Una di queste stelle fallite è stata individuata utilizzando un radiotelescopio e un paio di osservatori installati sul Maunakea. La nana bruna, denominata BDR J1750 + 3809, è il primo oggetto substellare rilevato tramite osservazioni radio: fino ad ora, le nane brune sono state in gran parte individuate dalle indagini a infrarossi.
La nana bruna BDR J1750 + 3809, soprannominato “Elegast” dal team di ricerca, è stata identificata utilizzando i dati del Low-Frequency Array (LOFAR) in Europa, e poi confermata utilizzando i telescopi installati sulla vetta del Maunakea, l’International Gemini Observatory e il NASA InfraRed Telescope Facility (che è gestito dall’Università delle Hawai’i).
La scoperta di una nana bruna con un radiotelescopio apre nuove possibilità per la radioastronomia. Strumenti come il LOFAR possono individuare oggetti deboli e freddi che sfuggono all’indagine infrarossa e forse, una volta affinata la tecnica e migliorata la tecnologia, individuare anche esopianeti giganti.
Il team di ricerca ha prodotto un documento che è stato pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. L’astronomo Michael Liu e il laureando Zhoujian Zhang dell’UH Institute for Astronomy (IfA) sono stati co-autori dell’articolo. “Questo lavoro apre un metodo completamente nuovo per trovare gli oggetti più freddi che si trovano nelle vicinanze del Sole, che altrimenti sarebbero troppo deboli per essere scoperti con i metodi usati negli ultimi 25 anni”, ha affermato Liu.
Le nane brune, si collocano in una terra di mezzo tra i pianeti più grandi e le stelle più piccole, le nane rosse. Queste “stelle fallite” non hanno una massa sufficientemente grande da innescare le reazioni di fusione nucleare ed emettono radiazione infrarossa, residuo della loro formazione. Le nane brune sono chiamate anche super pianeti in quanto sono ammantate da una spessa atmosfera gassosa che le rende simili a giganti gassosi più che a una stella.
Il fatto che le nane brune emettano onde radio ha consentito la collaborazione internazionale degli astronomi sviluppando, grazie  a questo risultato, una nuova strategia di osservazione. Le emissioni radio sono state rilevate in passato solo da poche nane brune fredde, che sono state scoperte e catalogate da indagini a infrarossi prima di essere osservate con radiotelescopi. Il team ha deciso di ribaltare questa strategia, utilizzando un radiotelescopio sensibile per scoprire sorgenti radio fredde e deboli e quindi eseguire osservazioni a infrarossi di follow-up con i telescopi Maunakea per classificarle.
“Ci siamo chiesti, perché  puntare il nostro radiotelescopio verso le nane brune catalogate?'”, Ha detto Harish Vedantham, autore principale dello studio e astronomo presso ASTRON nei Paesi Bassi. “Facciamo solo una grande immagine del cielo e scopriamo questi oggetti direttamente nelle emissioni radio”.
La scoperta di BDR J1750 + 3809 grazie alle sue emissioni radio potrebbe gettare una nuova luce sullo studio degli esopianeti attraverso i loro campi magnetici. Le nane brune fredde sono gli oggetti dell’Universo più vicine agli esopianeti che gli astronomi possono attualmente rilevare con i radiotelescopi e questa scoperta potrebbe essere utilizzata per testare le teorie che prevedono l’intensità del loro campo magnetico. I campi magnetici sono un fattore importante nel determinare le proprietà atmosferiche e l’evoluzione a lungo termine degli esopianeti.
Il team ha rilevato diverse firme radio durante il ciclo di osservazioni e ha dovuto setacciare le fonti interessanti dalle galassie dello sfondo. Le firme sono state identificate cercando una forma speciale di onde radio polarizzate circolarmente, una caratteristica della luce proveniente da stelle, pianeti e nane brune, ma non dalle galassie dello sfondo. Dopo aver trovato una sorgente radio polarizzata circolarmente, il team si è quindi rivolto a immagini d’archivio, al Gemini-North Telescope e all’IRTF della NASA per fornire le misurazioni necessarie per identificare la loro scoperta.
Il telescopio della NASA IRTF è dotata di uno spettrometro sensibile, SpeX, che è stato fondamentale per lo studio delle nane brune negli ultimi 20 anni. IRTF è stato aggiornato 5 anni fa grazie a un finanziamento dalla National Science Foundation. Il team ha utilizzato SpeX per ottenere uno spettro di BDR J1750 + 3809, che ha rivelato la caratteristica firma del metano nell’atmosfera. Il metano è il segno distintivo delle nane brune più fredde, è abbondante nelle atmosfere dei pianeti giganti gassosi del nostro sistema solare.
“Queste osservazioni evidenziano davvero la maggiore efficienza di SpeX in seguito al suo aggiornamento finanziato dalla NSF con array a infrarossi ed elettronica all’avanguardia nel 2015”, ha spiegato John Rayner, direttore dell’IRTF e astronomo dell’UH IfA.
In futuro si potrà affinare la tecnica e utilizzarla per scoprire altri esopianeti.
Fonte: https://phys.org/news/2020-11-faint-super-planet-radio-telescope.html