Astronomia e cosmologiaStelle mancateUna nana bruna ... pronta per il tè
Ci si aspetta che a queste temperature la stellla mancata mostri proprietà diverse da quelle delle nane brune già note, e molto più simili a quelle dei pianeti giganti extra-solari Osservazioni con il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO e con altri due telescopi hanno scovato un nuovo candidato per la stella più fredda che si conosca: una nana bruna in un sistema binario che ha la stessa temperatura di una tazza di tè - bollente in termini umani, ma straordinariamente fredda per essere la superficie di una stella. Questo oggetto è sufficientemente freddo da scavalcare la linea incerta che divide le piccole stelle fredde dai grandi pianeti caldi.

Le nane brune sono sostanzialmente stelle mancate: non hanno massa sufficiente perché la loro gravità inneschi le reazioni nucleari che fanno risplendere le stelle. Questa nana bruna appena scoperta, chiamata CFBDSIR 1458+10B, è la più debole di una coppia di nane brune situate a soli 75 anni luce dalla Terra.

X-shooter, il potente spettrografo installato sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO ha permesso di mostrare che l'oggetto composito era molto freddo anche per essere una nana bruna. "Eravamo molto emozionati nel vedere che quest'oggetto aveva una temperatura così bassa, ma non potevamo certo prevedere che si sarebbe dimostrato essere un sistema binario con una seconda componente ancora più interessante, ancora più fredda", dice Philippe Delorme dell'Istituto di planetologia e d'astrofisica di Grenoble (CNRS/Università Joseph Fourier), uno dei co-autori di un articolo il cui pre-print è disponibile in rete sul sito arXiv. CFBDSIR 1458+10 è il sistema binario di nane brune più freddo ad oggi conosciuto.

La più debole delle due nane ha una temperatura di circa 100 gradi centigradi - la temperatura di ebollizione dell'acqua. "A queste temperature ci attendiamo proprietà diverse da quelle delle nane brune già note e molto più simili a quelle dei pianeti giganti extra-solari - la nana potrebbe avere addirittura nubi di vapor acqueo nell'atmosfera", dice Michael Liu dell'Institute for Astronomy dell'Università delle Hawaii, primo autore principale dell'articolo. "Infatti quando, in un futuro molto prossimo, inizieremo a fotografare i pianeti giganti gassosi che orbitano intorno a stelle simili al Sole, mi aspetto che molti di essi siano simili a CFBDSIR 1458+10B".

Per scoprire i segreti di questo oggetto finora unico è stato necessario sfruttare la potenza di tre diversi telescopi. CFBDSIR 1458+10 è stata identificata come un sistema binario utilizzando le Ottiche Adattive LSG (Laser Guide Star) del telescopio Keck II alle Hawaii. Liu e i suoi colleghi hanno quindi utilizzato il telescopio Canada-France-Hawaii (CFHT), anch'esso alle Hawaii, per determinare la distanza del sistema di nane brune, utilizzando un rivelatore per raggi infrarossi. Infine, il VLT dell'ESO è stato usato per studiare lo spettro infrarosso dell'oggetto e misurarne la temperatura.

La caccia agli oggetti freddi è un campo molto attivo nell'astronomia moderna. Recentemente il telescopio spaziale Spitzer ha identificato altri due oggetti molto deboli che si candidano ad avere la temperatura più bassa per una nana bruna, anche se le misure di questi ultimi non sono ancora sufficientemente precise. Future osservazioni potranno dire se questi oggetti sono freddi come o di più di CFBDSIR 1458+10B. Liu e colleghi invece vogliono osservare di nuovo la nana bruna per determinarne le proprietà in dettaglio e per iniziare a costruire una mappa dell'orbita della binaria che, dopo una decina di anni di osservazioni regolari, dovrebbe permettere anche una misura della massa del sistema.


http://lescienze.espresso.repubblica.it ... lo/1347203

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La figura mostra l'oggetto Luhman 16B in sei tempi diversi, ad intervalli equidistanti, mentre esegue una rotazione completa intorno al proprio asse. ESO/I. Crossfield

Lasciate che vi dica una cosa: le nane brune non ricevono minimamente l'attenzione e l'amore che si meriterebbero dalla gente! Le stelle sono belle, specie quando stanno nascendo o morendo, ma le nane brune sono qualcosa di incredibile! Si trovano in una classificazione di mezzo tra pianeti e stelle ed hanno alcune caratteristiche che non ritroviamo da nessun'altra parte nell'universo. Un'idea di quanto siano esotici e poco conosciuti questi mondi ci arriva da un nuovo studio del Very Large Telescope dell'ESO (European Southern Observatory), con cui gli astronomi hanno creato la prima mappa dettagliata di una nana bruna! Si chiama Luhman 16B, è relativamente giovane, fa parte di un sistema binario chiamato Luhman 16AB ed il suo indirizzo è : appena 6 anni luce da noi nella direzione della costellazione australe della Vela.

Questa coppia è il terzo sistema più vicino alla Terra dopo Alfa Centauri e la stella di Barnard, ma è stato scoperto solo all'inizio del 2013. La componente più debole, Luhman 16B, da subito indicava che la sua luminosità mutasse a intervalli di poche ore durante la rotazione: un indizio che segnalava la presenza di caratteristiche particolari della superficie. Così abbiamo deciso di prendere il nostro telescopio ottico più grosso (il VLT) e puntarlo verso di lei per un tempo sufficiente da creare una mappa della sua superficie.

Ian Crossfield (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germania), l'autore principale del nuovo articolo, riassume i risultati: "Le osservazioni precedenti suggerivano che le nane brune potessero avere una superficie a chiazze, ma ora possiamo di fatto costruirne una mappa. Presto saremo in grado di osservare le nubi che si formano, evolvono, e si dissipano su questa nana bruna - alla fine i meteorologi degli esopianeti potranno prevedere se un visitatore di Luhman 16B potrebbe aspettarsi un cielo limpido o nuvoloso."

A dispetto della precisione dimostrata in queste osservazioni, scovare una nana bruna è tutt'altro che facile, altrimenti l'avremmo fatto molte volte. Solo ora ci avviciniamo ad avere una tecnologia così avanzata da poter riprendere in dettaglio questi mondi. Per ottenere questa mappa gli astronomi hanno fatto uso di un avanzatissimo strumento chiamato CRIRES (CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph). Si tratta di uno spettrografo che fornisce un'aumento nella potenza di ingrandimento di 10^5 nella parte dello spettro tra 1 e 5.3 micrometri. Inoltre gli astronomi hanno usato anche le ottiche adattive chiamate MACAO (Multi-Applications Curvature Adaptive optics) che curvano gli specchi in modo da compensare perfettamente (quasi) le distorsioni della luce dovute all'atmosfera.
Questo ha permesso non solo di vedere i cambiamenti di luminosità durante il periodo di rotazione di Luhman 16B, ma anche di vedere se le strutture chiare e scure si spostavano allontanandosi o avvicinandosi all'osservatore. Combinando tutte queste informazioni hanno potuto ricreare la disposizione delle zone chiare e scure sulla superficie. Le previsioni meteo per adesso sembrano terribili: temperature intorno ai 1100 gradi centigradi e piogge di ferro fuso all'interno di un'atmosfera tempestosa composta principalmente da idrogeno.
Questo è un grande momento per lo studio delle nane brune! Ecco anche altre scoperte recenti a riguardo:

Spettacolare fotografia diretta di una vicina nana bruna

Spitzer e Hubble Osservano Intriganti Pattern Meteorologici Nell'Atmosfera di una Nana Bruna

Pianeti Rocciosi Potrebbero Formarsi Persino Intorno Alle Nane Brune!

L'atmosfera delle nane brune è molto simile a quella degli esopianeti caldi giganti, perciò studiando le nane brune, relativamente facili da osservare in confronto ai pianeti, gli astronomi possono anche imparare di più sull'atmosfera dei pianeti giovani e giganti, molti dei quali verranno trovati in futuro con il nuovo strumento SPHERE che verrà installato sul VLT nel 2014.
I "pianeti gioviani caldi" sono esopianeti che si trovano molto vicini alla molto luminosa stella madre. Questo rende quasi impossibile osservare il debole bagliore del pianeta che viene inondato completamente dalla luce della stella. Nel caso della nane brune, invece, nulla sovrasta il debole bagliore dell'oggetto stesso che diviene così più facile da osservare anche con misure precise e delicate.

Crossfield conclude con un commento personale: "La nostra mappa delle nane brune ci porta un passo avanti verso l'obiettivo di comprendere i modelli meteorologici negli altri sistemi solari. Fin dall'infanzia sono stato educato ad apprezzare la bellezza e l'utilità delle mappe: mi sembra emozionante il fatto che stiamo iniziando a produrre mappe di oggetti che stanno al di là del Sistema Solare".

http://www.eso.org/

http://www.link2universe.net/2014-01-31 ... ana-bruna/

Una cosa che distingue molto le nane brune dalle stelle, è che avendo temperature molto più basse e non avendo intensi venti stellari, possono essere coperte da nubi! Un esempio è questa nuova nana bruna recentemente scoperta, di nome ULAS J222711-004547, che è avvolta in vaste nubi di polvere minerale che le danno un'aspetto rosso intenso. "Queste non sono però le nubi a cui siamo abituati qui sulla Terra. Queste spesse nubi sono fatti principalmente da polveri come enstatite (minerale molto ricco in magnesio) e corindite (minerale ricco di ossido di alluminio)." spiega Federico Marocco, ricercatore a capo del team di astronomi dell'Università di Herfordshire, che si è occupato della ricerca.

Grazie al Very Large Telescope, dell'ESO, "non solo siamo riusciti a inferire la presenza di queste polveri, ma abbiamo anche stimato la dimensione dei granelli presenti nelle nubi." ha aggiunto l'astronomo.

Sotto questa coperta di polvere, si trova l'atmosfera della nana bruna, che non è meno complessa: contiene molto vapore acqueo, metano e probabilmente anche ammoniaca, oltre ai minerali sopra menzionati. Cosa esattamente avviene nelle atmosfere di questi misteriosi mondi viene soltanto ora scoperto, ed è uno dei campi più eccitanti nella ricerca astrofisica contemporanea. In questo caso, gli scienziati hanno studiato da vicino come le nubi di polvere interagiscono con il resto della nana bruna.

"Essendo una delle più rosse nane brune mai osservate, ULAS J222711-004547 può essere un ottimo target per osservazioni multiple per cercare di capire come funziona la meteorologia di queste atmosfere estreme" ha spiegato Avril Day-Jones, astrofisica dell'Università di Hertfordshire e co-autrice della ricerca.

I pianeti giganti del Sistema Solare, come Giove e Saturno, mostrano vari strati di nuvole, tra cui anche alcuni ricchi di nuvole di ammoniaca, idrosolfati e vapore acqueo. L'atmosfera di questa nana bruna è però molto più calda ed ha in aggiunta ai giganti gassosi molta più polvere minerale. "Studiando la composizione, la variabilità in luminosità ed i colori di oggetti come questo, possiamo comprendere come funziona la meteorologia delle nane brune e come esattamente si collega tutto questo ai pianeti giganti."

http://arxiv.org/abs/1401.0420

http://mnras.oxfordjournals.org/content ... as.stt2463

http://www.ras.org.uk/news-and-press/ne ... rown-dwarf

http://www.link2universe.net/2014-02-07 ... eli-rossi/