Oggi vi porterò alla scoperta di un vero e proprio enigma cosmico: le nane brune, misteriose e affascinanti.
Immaginate un oggetto celeste che è troppo piccolo per essere una stella, ma troppo massiccio per essere un pianeta. Questo è esattamente ciò che caratterizza le nane brune, conosciute anche come “stelle fallite”. Questi curiosi oggetti, con una massa approssimativa compresa tra 13 e 80 volte quella di Giove, sfuggono alle classiche definizioni di pianeti e stelle. Sono veramente delle creature celesti uniche nel loro genere, capaci di coniugare qualità di entrambi.
Le stelle sono stelle perché hanno una massa sufficiente (e quindi una gravità abbastanza forte) da sostenere la fusione nel loro nucleo. Il nostro Sole, ad esempio, è una stella di classe “giallo nano” che sta attraversando la sua vita da 10 miliardi di anni, fondendo 600 milioni di tonnellate di idrogeno al secondo.
Le nane brune, invece, non sono considerate stelle perché sono troppo piccole per fondere l’idrogeno nei loro nuclei. Non possiedono la gravità necessaria per sostenere la fusione dell’idrogeno, ma, a seconda della loro massa, possono occasionalmente fondere elementi come il litio e il deuterio.
Un altro dato affascinante riguarda la classificazione delle stelle e delle nane brune. Le stelle vengono classificate in base alla loro luminosità e alla temperatura superficiale sul diagramma di Hertzsprung-Russell, che va dalle stelle di classe “O” (le più luminose e calde) alle stelle di classe “M” (le più fredde). Le nane brune iniziano dalla classe “M6.5” e continuano attraverso le classi “L”, “T” e “Y” – dove le nane brune di classe Y possono raggiungere temperature di soli 250 Kelvin.
Le nane brune sono ancora oggetto di studio e ricerche, e la loro comprensione potrebbe svelare molti segreti dell’universo. In fondo, chi non vorrebbe scrutare l’infinito alla ricerca di stelle fallite e pianeti misteriosi?
I giganteschi pianeti extrasolari? Le stelle ultrapiccole?
“L’imponente pianeta Giove è dotato di una spessa atmosfera con un nucleo e una differenziazione a strati di sostanze chimiche nella sua atmosfera gassosa. Se però Giove fosse 13 volte più massiccio e considerato una piccola nana bruna, inizierebbe a mostrare alcune qualità simili a quelle di una stella. Ad esempio, le nane brune mostrano la convezione nelle loro atmosfere. Come l’acqua che bolle in un bollitore, il materiale viene riscaldato vicino ai nucleo delle nane brune, facendolo salire. Quando le correnti convettive raggiungono la superficie, emettono radiazioni infrarosse, si raffreddano e ritornano verso l’interno. I pianeti come Giove non mostrano questo comportamento; le sostanze chimiche della loro atmosfera si dispongono a strati e la convezione su larga scala non è possibile.
Ma le nane brune non mostrano solo correnti convettive simili a quelle delle stelle, hanno anche campi magnetici piuttosto impressionanti. Prendi ad esempio una nana bruna chiamata LSR J18353259, che è stata studiata e ritenuta magnetica, secondo uno studio di settembre 2024 pubblicato sull’Astrophysical Journal. In realtà, è così attiva da rivaleggiare con il magnetismo del nostro Sole.
Posta a circa 18,5 anni luce di distanza, si stima che LSR J18353259 abbia una massa 55 volte superiore a quella di Giove. Durante la campagna osservativa, i ricercatori hanno notato la polarizzazione della luce infrarossa emessa dalla nana bruna. Questa tecnica può rivelare le condizioni magnetiche vicino alla superficie della nana bruna.
Quello che hanno scoperto è stato sorprendente: mentre l’oggetto ruotava, è entrata nella vista una regione magnetica potente, più potente dei campi magnetici associati alle macchie solari che osserviamo sul Sole. Le macchie solari sono regioni magneticamente attive che possono innescare espulsioni di massa coronale, brillamenti solari e produrre potenti flussi di vento solare, il che può generare potenti tempeste geomagnetiche sulla Terra.
In un’intervista con New Scientist, i ricercatori sottolineano che LSR J18353259 è molto giovane (circa 20 milioni di anni) e il potente campo magnetico potrebbe interagire con il disco protopianetario dell’oggetto (se ne ha uno). Ma se questa regione magnetica attiva è duratura e rappresentativa del suo campo magnetico globale, LSR J18353259 è molto più “simile a una stella” di quanto diamo credito alle nane brune.
Quindi, anziché chiamare le nane brune “stelle mancate”, forse dovremmo chiamarle pianeti iper-qualificati o magneto-nane.” Ad maiora, sciocco!