La Via Lattea potrebbe contenere un mare di nane brune, che un’imminente indagine astronomica chiamata Legacy Survey of Space and Time (LSST) potrebbe rilevare. Questo tipo di scoperta ci aiuterebbe a comprendere meglio i processi che hanno plasmato la nostra galassia. Gli scienziati hanno previsto che presto potrebbero essere sommersi da dati su migliaia di nuove nane brune, grazie al decennale lavoro di LSST, che sarà condotto dall’Osservatorio Rubin. L’osservatorio è attualmente in costruzione sul monte Cerro Pachón, in alto nell’atmosfera secca del Cile settentrionale. Se Rubin riuscisse a fornire questi dati sulle nane brune, la popolazione osservata di questi oggetti sarebbe 20 volte più grande di qualsiasi gruppo di nane brune finora scoperte dagli astronomi.
Nane brune, stelle mancate
Le nane brune hanno il soprannome di stelle fallite perché, nonostante siano nate come stelle, non riescono ad accumulare massa per innescare la fusione nucleare dell’idrogeno in elio nei loro nuclei. Questo è il processo che fornisce la maggior parte dell’energia e della luce che una stella emette, definisce la sequenza principale. D’altro canto, le nane brune non possono essere pianeti perché sono più massicce dei giganti gassosi, alcuni con masse fino a 75 volte quella di Giove.
“Le nane brune sono questi strani oggetti intermedi che sfidano la classificazione”, ha affermato Aaron Meisner, membro del Community Science Team del Rubin Observatory, in una dichiarazione (rif.). “È possibile che stiamo nuotando in un mare di questi oggetti che sono davvero deboli e difficili da vedere”.
Le nane brune non solo sono più piccole delle stelle, ma sono anche molto più fredde perché non possono bruciare idrogeno. Le nane brune hanno temperature superficiali che vanno da 0 a 2.000° Celsius. Per fare un paragone, la temperatura sulla superficie del sole è di circa 5.600° Celsius.
Perché le nane brune sono così brave a nascondersi?
La natura fredda di questi oggetti celesti significa che le nane brune non emettono molta luce nella regione visibile dello spettro elettromagnetico. Di conseguenza, queste stelle mancate sono molto difficili da rilevare con i telescopi ottici. Quando Rubin aprirà gli occhi sul cosmo alla fine del 2025, utilizzando il Simonyi Survey Telescope e la più grande macchina fotografica digitale al mondo, la LSST, analizzerà l’intero cielo visibile ogni poche notti.
L’osservatorio avrà sei filtri per la macchina fotografica che consentiranno agli astronomi di vedere l’universo in lunghezze d’onda di luce che vanno dall’ottico all’infrarosso, che è invisibile a noi. Questa visione a infrarossi, abbinata all’ampio campo visivo di Rubin e alla sua capacità di vedere nello spazio profondo, lo renderanno lo strumento perfetto per scoprire oggetti deboli che emettono raggi infrarossi, come le nane brune.
Rubin dovrebbe essere in grado di catturare la debole luce infrarossa delle nane brune a distanze molto maggiori rispetto a quanto fatto dalle precedenti indagini nella luce visibile, che finora hanno aiutato gli astronomi a scoprire nane brune relativamente vicine alla Terra. “Gli attuali sondaggi vanno a una distanza di circa 150 anni luce dal Sole per le antiche nane brune nell’alone della Via Lattea”, ha spiegato Meisner. “Ma Rubin sarà in grado di vedere più di tre volte più lontano”.
Il ruolo dell’osservatorio Rubin
Questo considerevole aumento della distanza comporta un proporzionale aumento del volume totale di spazio disponibile per la ricerca delle nane brune. Inoltre, la stessa natura fredda delle nane brune, che le rende difficili da individuare, significa anche che vivono più a lungo di stelle che bruciano idrogeno molto più calde. Quindi le nane brune possono contenere informazioni incontaminate su processi come le fusioni galattiche e il cannibalismo di galassie più piccole che hanno aiutato la Via Lattea a crescere.
Pertanto, una vasta popolazione di nane brune scoperta da Rubin potrebbe fungere da tracciante della formazione e dell’evoluzione della nostra galassia. “L’osservatorio Rubin rivelerà una popolazione di antiche nane brune circa 20 volte più grande di quella che abbiamo visto finora”, ha detto Meisner. “Ciò ci consentirà di decifrare da quali pezzi della sottostruttura galattica provengono le diverse nane brune e porterà a importanti progressi nella nostra comprensione di come si sono formate le popolazioni della Via Lattea”.
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