Il piano galattico, visto attraverso gli occhi a infrarossi. (NASA/JPL-Caltech/UCLA) Ci sono molti tipi di stelle là fuori nel grande e vasto Universo. Abbiamo un intero sistema per classificarli in base alla temperatura, alle dimensioni e alla luminosità.
Anche così, un oggetto scoperto di recente suggerisce che siamo lontani dal sapere tutto.
È stato soprannominato 'L'incidente' ed è un tipo di oggetto chiamato nana bruna, nota anche come stella fallita. Ma è diversa da qualsiasi nana bruna che abbiamo mai visto prima, con uno spettro confuso, suggerendo che potrebbe essere vecchia quasi quanto l’Universo.
Dato che tutte le altre nane brune scoperte fino ad oggi sono considerevolmente più giovani, ciò significa che potrebbe esserci un'intera popolazione di nane molto antiche là fuori che semplicemente non abbiamo individuato perché non hanno l'aspetto che ci aspettiamo.
'Questo oggetto ha sfidato tutte le nostre aspettative,' ha detto l'astrofisico Davy Kirkpatrick del Caltech.
Nane brune occupare lo spazio tra i pianeti più massicci e le stelle più piccole, formandosi dallo stesso modello di collasso delle nubi top-down delle stelle, piuttosto che dal processo di accrescimento dal basso verso l’alto a cui sono sottoposti i pianeti.
Sono ciò che accade quando il processo di formazione stellare termina prima che l'oggetto acquisisca massa sufficiente per innescare la fusione dell'idrogeno nel nucleo.
Tuttavia, a differenza dei pianeti, sono abbastanza massicci da fondere qualcosa, e quel qualcosa è il deuterio, ovvero l'idrogeno 'pesante'.
Il deuterio è un isotopo dell'idrogeno con un protone e un neutrone nel nucleo invece di un singolo protone. La sua temperatura e pressione di fusione sono inferiori alla temperatura di fusione e alla pressione dell'idrogeno.
Di conseguenza, le nane brune tendono ad essere più piccole, più fredde e più deboli della maggior parte delle stelle. La loro gamma di massa è compresa tra circa 13 e 80 volte la massa di Giove e si raffreddano man mano che invecchiano.
Abbiamo, quindi, una conoscenza abbastanza buona di come dovrebbe apparire una nana bruna e le cerchiamo in base a questo insieme di caratteristiche.
Quel debole oggetto in movimento in basso a sinistra è The Accident. (NASA/JPL-Caltech/Dan Caselden)
Finora sono stati trovati circa 2.000 oggetti di questo tipo nella Via Lattea. L'incidente – il cui vero nome è WISEA J153429.75-104303.3 – non è stato rilevato nelle indagini sulle nane brune perché non corrisponde a quelle caratteristiche.
Il suo rilevamento da parte del Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer della NASA e la successiva scoperta sono stati, come suggerisce il nome, un incidente.
È davvero un oggetto molto particolare. In alcune lunghezze d'onda è molto debole, suggerendo che sia anche molto freddo – sotto il punto di ebollizione dell'acqua , infatti – e quindi piuttosto vecchio. In altre lunghezze d'onda brilla di più, il che a sua volta suggerisce una temperatura più elevata.
Per svelare il mistero, il team si è rivolto a un diverso intervallo di lunghezze d’onda dell’infrarosso, poiché le lunghezze d’onda dell’infrarosso rivelano la radiazione termica. Ma le osservazioni effettuate utilizzando l’Osservatorio terrestre W. M. Keck non hanno rivelato affatto l’incidente, suggerendo ancora una volta temperature più fresche.
La distanza dell'Incidente dal Sistema Solare avrebbe potuto essere un indizio: se fosse stato lontano, ciò avrebbe potuto spiegare la sua debolezza. Ma si è scoperto che non era affatto molto lontano, relativamente per le distanze spaziali, a circa 53 anni luce.
Stranamente, sta sfrecciando intorno alla galassia molto velocemente, a una velocità di circa 207,4 chilometri (128,9 miglia) al secondo. È oltre il 25% più veloce di qualsiasi altra stella del suo genere.
Come la temperatura di The Accident, questa velocità suggerisce che la stella è in circolazione da molto tempo, raccogliendo e accumulando aumenti di velocità dalle interazioni gravitazionali con altri oggetti nella galassia.
L’Universo ha circa 13,8 miliardi di anni. Il team di Kirkpatrick ha calcolato che l'Incidente potrebbe avere un'età compresa tra 10 e 13 miliardi di anni, il doppio dell'età media della popolazione conosciuta di nane brune.
'Non è una sorpresa trovare una nana bruna così vecchia, ma è una sorpresa trovarne una nel nostro cortile,' said astrophysicist Federico Marocco del Caltech.
«Ci aspettavamo che esistessero nane brune così antiche, ma ci aspettavamo anche che fossero incredibilmente rare. La possibilità di trovarne uno così vicino al Sistema Solare potrebbe essere una fortunata coincidenza, oppure ci dice che sono più comuni di quanto pensassimo.'
Questa veneranda età suggerisce che anche la composizione di The Accident potrebbe essere molto diversa da quella di altre nane brune, il che è supportato dallo spettro di luce che emette.
Questo perché, nell'Universo primordiale, la gamma degli elementi era molto più bassa. Subito dopo il Big Bang , la maggior parte della materia era costituita da idrogeno ed elio, con pochissimo altro.
Ci sono volute alcune generazioni di stelle perché più elementi proliferassero. Fusero i nuclei atomici nei loro nuclei, producendo elementi più pesanti, poi morirono, diffondendo quegli elementi nello spazio. Le esplosioni di supernova hanno prodotto elementi ancora più pesanti attraverso processi che possono essere riscontrati solo in eventi così energetici.
Se The Accident esistesse prima che questi elementi (compreso il carbonio) fossero più comuni nell’Universo, allora la sua luce sarebbe più forte in lunghezze d’onda specifiche che normalmente verrebbero assorbite dal metano (fatto di carbonio e idrogeno) nell’atmosfera di una nana bruna. Questo è esattamente ciò che hanno osservato i ricercatori.
'Questa scoperta ci dice che c'è più varietà nella composizione delle nane brune di quanto abbiamo visto finora,' Ha detto Kirkpatrick .
'Probabilmente ce ne sono di più strani là fuori, e dobbiamo pensare a come cercarli.'
La ricerca è stata pubblicata in Le lettere del diario astrofisico .