Credito d'immagine: ESO
Un team di astronomi europei ha individuato la stella nana marrone più vicina mai scoperta. Epsilon Indi B è 45 volte la massa di Giove e impiega 400 anni per orbitare attorno alla stella principale.
Un team di astronomi europei [2] ha scoperto un oggetto Brown Dwarf (una stella "fallita") a meno di 12 anni luce dal Sole. È il più vicino ancora conosciuto.
Ora designato Epsilon Indi B, è un compagno di una nota stella luminosa nel cielo meridionale, Epsilon Indi (ora "Epsilon Indi A"), che in precedenza si pensava fosse single. Il sistema binario è uno dei venti sistemi stellari più vicini al Sole.
Il nano bruno è stato scoperto dal movimento relativamente rapido attraverso il cielo che condivide con il suo compagno più luminoso: la coppia muove un diametro lunare completo in meno di 400 anni. È stato identificato per la prima volta utilizzando lastre fotografiche d'archivio digitalizzate dei SuperCOSMOS Sky Surveys (SSS) e confermato usando i dati del Two Micron All Sky Survey (2MASS). Le osservazioni di follow-up con lo strumento SOFI sensibile al vicino infrarosso sull'ESO New Technology Telescope (NTT) da 3,5 m dell'Osservatorio di La Silla hanno confermato la sua natura e hanno permesso di misurare le sue proprietà fisiche.
Epsilon Indi B ha una massa appena 45 volte quella di Giove, il più grande pianeta del Sistema Solare, e una temperatura superficiale di soli 1000 ° C. Appartiene alla cosiddetta categoria di oggetti "T nano" che si trova a cavallo del dominio tra stelle e pianeti giganti.
Epsilon Indi B è il nano T più vicino e più luminoso conosciuto. I futuri studi sul nuovo oggetto promettono di fornire agli astronomi nuovi importanti indizi sulla formazione e l'evoluzione di questi corpi celesti esotici, fornendo allo stesso tempo interessanti spunti sulla zona di confine tra pianeti e stelle.
Piccoli aghi mobili in covoni di fieno giganti
Immagina di essere un ornitologo professionista, recentemente tornato a casa da una spedizione nelle giungle del Sud America, dove hai trascorso lunghe settimane usando i tuoi teleobiettivi ad alta potenza alla ricerca di rare specie di uccelli. Rilassati, fai un paio di istantanee grandangolari dei fiori che sbocciano nel tuo giardino sul retro, senza distrarti dal comune merlo che vola attraverso il tuo mirino. Solo più tardi, confrontando attentamente questi scatti, noti qualcosa di minuscolo e insolitamente colorato, che svolazza vicino al merlo: hai scoperto un uccello esotico e raro, proprio lì a casa.
Allo stesso modo, un gruppo di astronomi [2] ha appena trovato uno dei vicini più vicini al Sole, una "stella fallita" esotica conosciuta come una "nana bruna", che si muove rapidamente attraverso il cielo nella costellazione meridionale dell'Indo ( L'indiano). È interessante notare che, in un momento in cui i telescopi stanno diventando più grandi e dotati di rivelatori elettronici sempre più sofisticati, c'è ancora molto da imparare combinando vecchie lastre fotografiche con questa moderna tecnologia.
Le lastre fotografiche scattate da telescopi a largo campo ("Schmidt") negli ultimi decenni hanno ricevuto una nuova prospettiva di vita grazie alla digitalizzazione di macchine automatiche di misurazione, che consentono ai computer di navigare efficacemente attraverso enormi e inestimabili archivi di dati che di gran lunga non ancora pienamente sfruttato [3]. Per il Southern Sky, l'Institute for Astronomy di Edimburgo (Scozia, Regno Unito) ha recentemente rilasciato scansioni realizzate dalla macchina di lastre SuperCOSMOS che si estende per diversi decenni in tre passbands ottici. Questi dati sono perfettamente adatti alla ricerca di oggetti con ampi movimenti propri e colori estremi, come i nani marroni nelle vicinanze del Sole.
Tutto si muove - una questione di prospettiva
In astronomia, il "moto proprio" di una stella indica il suo moto apparente sulla sfera celeste; di solito è espresso in secondi d'arco all'anno [4]. La velocità reale corrispondente di una stella (in chilometri al secondo) può essere stimata solo se la distanza è nota.
Una stella con un grande movimento proprio può indicare una grande velocità reale o semplicemente che la stella ci è vicina. Per analogia, un aeroplano subito dopo il decollo ha una velocità reale molto più bassa rispetto a quando sta navigando ad alta quota, ma per un osservatore che guarda vicino ad un aeroporto, l'aereo in partenza sembra muoversi molto più rapidamente attraverso il cielo.
Proxima Centauri, il nostro vicino stellare più vicino, è a soli 4,2 anni luce di distanza (cfr. ESO PR 22/02) e ha un moto proprio di 3,8 secondi / anno (corrispondente a 23 km / sec rispetto al Sole, nella direzione perpendicolare alla linea di vista). La stella del movimento propria più alta conosciuta è la Stella di Barnard a 6 anni luce di distanza e in movimento di 10 secondi / anno (87 km / sec rispetto al Sole). Tutte le stelle conosciute entro 30 anni luce sono oggetti ad alto movimento proprio e si muovono di almeno 0,2 secondi d'arco all'anno.
Rete da traino per oggetti in rapido movimento
Per un po 'di tempo, gli astronomi dell'Istituto astrofisico di Potsdam hanno effettuato una ricerca computerizzata sistematica di oggetti ad alto movimento proprio che compaiono su lastre fotografiche rosse del cielo, ma non su equivalenti lastre blu. Il loro obiettivo è quello di identificare oggetti interessanti finora sconosciuti nel quartiere solare.
In precedenza avevano trovato una manciata di nuovi oggetti in 30 anni luce in questo modo, ma niente di rosso o di movimento remoto quanto quello che ora hanno intrappolato nella costellazione dell'Indo nel cielo meridionale. Questo oggetto è stato visualizzato solo sulle piastre a lunghezza d'onda molto più lunghe nel database SuperCOSMOS Sky Survey. Si muoveva così rapidamente che su lastre distanziate di soli due anni negli anni '90, aveva spostato quasi 10 secondi d'arco nel cielo, dando un movimento corretto di 4,7 secondi / anno. Era anche molto debole alle lunghezze d'onda ottiche, il motivo per cui non era mai stato individuato prima. Tuttavia, quando è stato confermato nei dati del digitale Two Micron All Sky Survey (2MASS), è stato visto essere molto più luminoso nell'infrarosso, con la tipica firma a colori di una fredda nana marrone.
A questo punto, si pensava che l'oggetto fosse un viaggiatore isolato. Tuttavia, una ricerca tra i cataloghi online disponibili ha rivelato rapidamente che a soli 7 minuti di distanza c'era una stella famosa, Epsilon Indi. I due condividono esattamente lo stesso moto molto ampio, e quindi fu immediatamente chiaro che i due dovevano essere collegati, formando un ampio sistema binario separato da oltre 1500 volte la distanza tra il Sole e la Terra.
Epsilon Indi è una delle 20 stelle più vicine al Sole a soli 11,8 anni luce [5]. È una stella nana (di tipo spettrale K5) e con una temperatura superficiale di circa 4000 ° C, leggermente più fredda del Sole. Come tale, appare spesso nella fantascienza come la casa di un sistema planetario abitabile [6]. Che tutto rimanga saldamente nel regno della speculazione, ma tuttavia, ora sappiamo che ha sicuramente un compagno molto interessante.
Questa è una scoperta notevole: Epsilon Indi B è la fonte stellare più vicina al Sole trovata in 15 anni, la più alta fonte di movimento propria trovata in oltre 70 anni e con una luminosità totale solo dello 0,002% quella del Sole, una delle le fonti intrinsecamente deboli mai viste al di fuori del Sistema Solare!
Dopo Proxima e Alpha Centauri, il sistema Epsilon Indi è anche il secondo sistema binario noto in 15 anni luce. Tuttavia, a differenza di Proxima Centauri, Epsilon Indi B non è una stella normale.
Nani bruni: raffreddamento, raffreddamento, raffreddamento ...
A pochi giorni dalla sua scoperta nel database, gli astronomi sono riusciti a proteggere uno spettro infrarosso di Epsilon Indi B utilizzando lo strumento SOFI sul New Technology Telescope (NTT) ESO da 3,5 m presso l'Osservatorio di La Silla (Cile). Lo spettro ha mostrato le ampie caratteristiche di assorbimento dovute al metano e al vapore acqueo nella sua atmosfera superiore, indicando una temperatura di "solo" 1000 ° C. Le stelle ordinarie non sono mai così belle: Epsilon Indi B è stato confermato come un nano bruno.
Si pensa che le nane brune si formino più o meno allo stesso modo delle stelle, dal collasso gravitazionale di grumi di gas freddo e polvere in dense nuvole molecolari. Tuttavia, per motivi non ancora del tutto chiari, alcuni ammassi finiscono per avere masse inferiori a circa il 7,5% di quella del nostro Sole, o 75 volte la massa del pianeta Giove. Al di sotto di tale limite, non c'è abbastanza pressione nel nucleo per avviare la fusione di idrogeno nucleare, la fonte di energia stabile e duratura per le stelle ordinarie come il Sole. Ad eccezione di una breve fase iniziale in cui viene bruciato del deuterio, questi oggetti a bassa massa continuano semplicemente a raffreddarsi e svaniscono lentamente rilasciando il calore rimasto dalla loro nascita.
Le discussioni teoriche su tali oggetti sono iniziate circa 40 anni fa. Sono stati inizialmente chiamati "nani neri" e successivamente "nani bruni", in riconoscimento delle loro temperature molto fredde previste. Tuttavia, erano anche previsti molto deboli e molto rossi, e fu solo nel 1995 che tali oggetti iniziarono a essere rilevati.
I primi furono visti come deboli compagni di stelle vicine, e poi in seguito furono trovati alcuni galleggianti liberamente nel quartiere solare. La maggior parte dei nani marroni appartiene ai tipi spettrali recentemente classificati L e T, al di sotto dei nani freddi ben noti di tipo M. Questi sono molto rossi per gli occhi umani, ma i nani L e T sono ancora più freddi, tant'è che sono quasi invisibili a lunghezze d'onda ottiche, con la maggior parte della loro emissione proveniente dall'infrarosso. [7].
Quanto è massiccio Epsilon Indi B?
L'età della maggior parte dei nani bruni rilevati fino ad oggi è sconosciuta e quindi è difficile stimare le loro masse. Tuttavia, si può presumere che l'età di Epsilon Indi B sia la stessa di quella di Epsilon Indi A, la cui età è stimata in 1,3 miliardi di anni in base alla sua velocità di rotazione. Combinando queste informazioni con la temperatura, la luminosità e la distanza misurate, è quindi possibile determinare la massa di Epsilon Indi B usando modelli teorici di nane brune.
Due serie indipendenti di modelli producono lo stesso risultato: Epsilon Indi B deve avere una massa compresa tra il 4-6% di quella del Sole o 40-60 masse di Giove. Il valore più probabile è di circa 45 masse di Giove, cioè ben al di sotto del limite di fusione dell'idrogeno, e conferma definitivamente questa nuova scoperta come una nana marrone in buona fede.
L'importanza di Epsilon Indi B
Foto PR 03c / 03 mostra l'attuale censimento delle stelle nel quartiere solare. Tutte queste stelle sono note da molti anni, tra cui GJ1061, che tuttavia ha avuto la sua distanza stabilmente stabilita nel 1997. La scoperta di Epsilon Indi B, tuttavia, è un caso estremo, mai catalogato prima, e il primo nano bruno a si trova all'interno dell'orizzonte di 12,5 anni luce.
Se le previsioni attuali sono corrette, dovrebbero esserci il doppio delle nane brune rispetto alle stelle della sequenza principale. Di conseguenza, Epsilon Indi B potrebbe essere il primo di forse 100 nani marroni a questa distanza, ancora in attesa di essere scoperto!
Epsilon Indi B è un'importante cattura ben oltre la catalogazione del quartiere solare. Essendo la nana marrone conosciuta più vicina e più luminosa e con una distanza misurata in modo molto accurato, può essere soggetta a un'ampia varietà di studi osservazionali dettagliati. Può quindi servire da modello per i membri più distanti della sua classe.
Con l'aiuto di Epsilon Indi B, gli astronomi dovrebbero ora essere in grado di approfondire i misteri che circondano la formazione e l'evoluzione degli oggetti esotici noti come nani bruni, a metà strada tra stelle e pianeti giganti, la fisica dei loro nuclei interni e il tempo e chimica delle loro atmosfere.
Una nota storica: la costellazione meridionale dell'Indo
La costellazione dell'Indo si trova nel profondo sud del cielo, incastonata tra tre uccelli, Grus (La gru), Tucana (Il tucano) e Pavo (Il pavone), cfr. Foto PR 03d / 03.
Catalogata per la prima volta nel 1595-1597 dai navigatori olandesi Pieter Dirkszoon Keyser e Frederick de Houtman, questa costellazione fu aggiunta al cielo meridionale da Johann Bayer nel suo libro "Uranometria" (1603) per onorare i nativi americani che gli esploratori europei avevano incontrato sul loro viaggi.
In particolare, è stato suggerito che sono proprio le popolazioni native della Terra del Fuoco e della Patagonia che sono rappresentate nell'Indo, a poco più di duemila chilometri a sud di La Silla, dove furono fatte le prime osservazioni spettroscopiche di Epsilon Indi B circa 400 anni dopo .
Nel disegno successivo di Bode mostrato qui, Epsilon Indi, la quinta stella più luminosa in Indus, è associata a una delle frecce nella mano dell'indiano.
Fonte originale: Comunicato stampa ESO
