Due bizzarre nane brune trovate con l’aiuto di astronomi dilettanti


Questa immagine artistica mostra una nana bruna, una palla di gas non abbastanza massiccia da alimentarsi come fanno le stelle. Nonostante il loro nome, le nane brune, se viste da vicino, apparirebbero magenta o rosso-arancio all’occhio umano.

I dati della missione NEOWISE della NASA, gestita dal Jet Propulsion Laboratory alimentano la ricerca di questi strani corpi.


Con l’aiuto di cittadini scienziati, gli astronomi hanno scoperto due nane brune molto insolite, palle di gas che non sono abbastanza massicce per alimentarsi come fanno le stelle.

I partecipanti al progetto finanziato dalla NASA Backyard Worlds: Planet 9 hanno aiutato a condurre gli scienziati a questi bizzarri oggetti, utilizzando i dati del satellite NEOWISE (Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer) della NASA insieme alle osservazioni all-sky raccolte tra il 2009 e il 2011 con il suo precedente soprannome, WISE. Backyard Worlds: Planet 9 è un esempio di “citizen science”, una collaborazione tra scienziati professionisti e appassionati dilettanti.

Gli scienziati chiamano gli oggetti appena scoperti “Le prime nane brune estreme di tipo T”. Pesano circa 75 volte la massa di Giove e hanno circa 10 miliardi di anni. Questi due oggetti sono le nane brune più simili a pianeti che si siano mai viste tra la più antica popolazione di stelle della Via Lattea.

Queste immagini mostrano la nana bruna WISE 1810, appena scoperta, vista con lo strumento WiseView. L’oggetto ha una tonalità arancione in queste immagini a falsi colori. In entrambe le immagini, una freccia grigia a sinistra indica la posizione dell’oggetto nel 2010; la freccia nera a destra indica la sua posizione nel 2016.

Gli astronomi sperano di usare queste nane brune per saperne di più sugli esopianeti, che sono i pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Gli stessi processi fisici possono formare sia pianeti che nane brune.

“Queste sorprendenti e strane nane brune assomigliano agli antichi esopianeti abbastanza da aiutarci a capire la fisica degli esopianeti”, ha detto l’astrofisico Marc Kuchner, il principale ricercatore di Backyard Worlds: Planet 9 e il Citizen Science Officer per la direzione delle missioni scientifiche della NASA. Kuchner è anche astrofisico presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland.

Queste due nane brune speciali hanno composizioni molto insolite. Se viste in particolari lunghezze d’onda della luce infrarossa, assomigliano ad altre nane brune, ma in altre non assomigliano ad altre stelle o pianeti che sono stati osservati finora.

Gli scienziati sono rimasti sorpresi nel vedere che hanno pochissimo ferro, il che significa che, come le stelle antiche, non hanno incorporato il ferro proveniente dalla nascita e dalla morte delle stelle nei loro ambienti. Una tipica nana bruna avrebbe fino a 30 volte più ferro e altri metalli di questi oggetti appena scoperti. Una di queste nane brune sembra avere solo il 3% circa di ferro in più rispetto al nostro Sole. Gli scienziati si aspettano che anche gli esopianeti molto antichi abbiano un basso contenuto di metalli.

“Una questione centrale nello studio delle nane brune e degli esopianeti è quanto la formazione dei pianeti dipenda dalla presenza di metalli come il ferro e altri elementi formati da più generazioni di stelle precedenti”, ha detto Kuchner. “Il fatto che queste nane brune sembrano essersi formate con una così bassa abbondanza di metallo suggerisce che forse dovremmo cercare con maggiore impegno gli esopianeti antichi, poveri di metallo, o gli esopianeti che orbitano attorno a stelle antiche, povere di metallo”.

Uno studio su The Astrophysical Journal descrive in dettaglio queste scoperte e le potenziali implicazioni. Sei cittadini scienziati sono elencati come coautori dello studio.

Come i volontari hanno trovato queste nane brune estreme

L’autore principale dello studio, Adam Schneider della Scuola di Esplorazione della Terra e dello Spazio dell’Arizona State University di Tempe, ha notato per la prima volta una delle insolite nane brune, chiamata WISE 1810, nel 2016, ma si trovava in una zona affollata del cielo ed era difficile da confermare.

Con l’aiuto di uno strumento chiamato WiseView, creato da Backyard Worlds: Planet 9 citizen scientist Dan Caselden, Schneider ha confermato che l’oggetto che aveva visto anni prima si muoveva rapidamente, il che è una buona indicazione che un oggetto è un corpo celeste vicino come un pianeta o una nana bruna.

“WiseView scorre i dati come un cortometraggio”, ha detto Schneider, “in modo da poter vedere più facilmente se qualcosa si sta muovendo o meno”.

La seconda nana bruna insolita, WISE 0414, è stata scoperta da un gruppo di cittadini scienziati, tra cui i partecipanti a Backyard Worlds Paul Beaulieu, Sam Goodman, William Pendrill, Austin Rothermich e Arttu Sainio.

I cittadini scienziati che hanno trovato WISE 0414 hanno passato al setaccio centinaia di immagini scattate da WISE alla ricerca di oggetti in movimento, che vengono rilevati meglio con l’occhio umano.

“La scoperta di queste due nane brune dimostra che gli appassionati di scienza possono contribuire al processo scientifico”, ha detto Schneider. “Attraverso Backyard Worlds, migliaia di persone possono lavorare insieme per trovare oggetti insoliti nel quartiere solare”.

Gli astronomi hanno seguito la scoperta per determinare le loro proprietà fisiche e confermare che si tratta effettivamente di nane brune. La scoperta di queste due insolite nane brune suggerisce che gli astronomi potrebbero essere in grado di trovare altri di questi oggetti in futuro.

Il nuovo studio è curato da Federico Marocco, un astrofisico dell’IPAC al Caltech di Pasadena, California, che ha condotto il lavoro durante il JPL. Marocco e l’astronomo del JPL Eric Mamajek hanno confermato lo status di nana bruna di WISE 0414 utilizzando le osservazioni effettuate con il telescopio Hale da 200 pollici all’Osservatorio Palomar fuori San Diego.

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