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Spitzer e Swift scoprono una nana bruna tramite microlente gravitazionale

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Due telescopi spaziali hanno fatto squadra con gli Osservatori da terra, per individuare l'effetto di microlente gravitazionale causato da una nana bruna, denominata OGLE-2015-BLG-1319. Nel grafico, i dati raccolti da terra sono indicati con i puntini grigi, quelli raccolti da Swift in blu mentre quelli raccolti da Spitzer in rosso. Crediti: NASA/JPL-Caltech

Per la prima volta, i telescopi spaziali Spitzer e Swift hanno unito le loro forze per studiare uno stesso evento di microlente gravitazionale — un fenomeno che si verifica quando la gravità di un oggetto in primo piano devia e amplifica il segnale luminoso di una stella situata esattamente alle spalle del primo oggetto, dal punto di vista della Terra. Questo metodo è già stato usato per individuare corpi di natura substellare, tra cui vari esopianeti, che altrimenti potrebbero passare del tutto inosservati anche davanti agli occhi robotici più potenti.

Le osservazioni di Spitzer e Swift hanno consentito agli astronomi di identificare una nana bruna — un oggetto che solca il confine tra stelle e pianeti. Questi corpi celesti possono contenere fino a 80 masse gioviane; tuttavia, non sono abbastanza caldi o densi da generare sufficiente energia da alimentare le reazioni di fusione nucleare dell’idrogeno che avvengono nei cuori delle normali stelle.

Vari studi statistici hanno portato alla scoperta che meno dell’1% delle stelle di massa solare sono accompagnate da una nana bruna a meno di 3 unità astronomiche di distanza — un fenomeno noto come “deserto delle nane brune”.

L’osservazione di questo nuovo evento di microlente, catalogato come OGLE-2015-BLG-1319, ha portato all’identificazione di una nana bruna che potrebbe popolare proprio questo deserto — una vera e propria rarità, dunque.

«Vogliamo capire come avviene la formazione delle nane brune attorno alle stelle, e perché così poche si trovano in prossimità delle loro stelle madri,» spiega Yossi Shvartzvald della NASA. «È possibile che questo deserto, in realtà, non sia così desolato come crediamo».

L’utilizzo di due diversi occhi robotici ha permesso agli scienziati di sfruttare il fenomeno della parallasse, dovuto alla variazione nella posizione apparente di un oggetto visto da due diversi punti.
«Ogni volta che abbiamo a disposizione più di un sito osservativo, ad esempio due diversi telescopi spaziali, è come avere un paio di occhi in grado di dirci quanto un oggetto è lontano da noi,» prosegue Shvartzvald. «Grazie ai modelli delle microlenti gravitazionali, possiamo poi calcolare la relazione tra la massa dell’oggetto e la sua distanza».

Il sistema binario popolato dalla nana bruna è stato osservato da Spitzer a luglio 2015, seguito poco dopo da Swift. Mentre Spitzer si trova lungo un’orbita eliocentrica, più di un’unità astronomica alle spalle della Terra, Swift occupa una bassa orbita attorno al nostro pianeta. Per Swift si è trattata della primissima osservazione di una microlente gravitazionale.

In seguito all’analisi dei dati raccolti dai due telescopi spaziali e da vari strumenti qui sulla superficie terrestre, gli scienziati hanno calcolato che la massa della nana bruna è compresa tra 30 e 65 masse gioviane. Gli astronomi hanno inoltre identificato la compagna maggiore della nana bruna: una nana arancione dotata di mezza massa solare circa.

La ricostruzione dinamica del sistema ha portato all’identificazione di due possibili valori per la distanza tra le due stelle: 0,25 e 45 unità astronomiche. Qualora il valore reale dovesse essere 0,25 unità astronomiche, la nana bruna si troverebbe nel bel mezzo del deserto riscontrato dagli studi precedenti.

«In futuro, speriamo di raccogliere ulteriori osservazioni di microlenti da più punti di vista,» spiega Geoffrey Bryden della NASA, «in modo da poter sondare ancor più in profondità le caratteristiche delle nane brune e dei sistemi planetari».


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