Identificate dal telescopio spaziale Spitzer, lo studio di queste tre nane brune è proseguito presso l’Osservatorio Internazionale Gemini. Nella ricerca pubblicata sull’Astronomical Journal, il team di astronomi ha riportato le misure della velocità di rotazione che caratterizza questi corpi. Queste stime sono state eseguite sfruttando i dati ottenuti dai telescopi Gemini North delle Hawaii e Magellano del Cile. La sorpresa è stata quella di osservare tre nane brune, di diversa età, ruotare alla velocità più alta mai registrata. Impiegano in tutto un’ora per compiere un giro su sé stesse, battendo tutti i record finora raggiunti. Questo periodo potrebbe addirittura rappresentare il limite teorico possibile per la rotazione delle nane brune, oltre il quale si disintegrerebbero.

La velocità raggiunta è di circa 100 km al secondo. Giove, il pianeta più massiccio del nostro Sistema Solare, ha circa le stesse dimensioni delle nane brune, ma è da 40 a 70 volte meno massivo di queste. Per fare un confronto, impiega 10 ore per completare una rotazione, 10 volte tanto rispetto al trio analizzato. Gli scienziati hanno studiato lo spin di rotazione di più di 80 nane brune, trovando valori compresi tra 1.4 e 10 ore. Finora nessuna aveva raggiunto un’ora di periodo rotazionale.

La rotazione delle nane brune

Le nane brune sono dei corpi celesti particolari. La loro massa impedisce di classificarle come pianeti, perché troppo massive, ma allo stesso tempo non rientrano nemmeno nella categoria delle stelle. Non raggiungono infatti il limite minimo a cui avviene la fusione dell’idrogeno che caratterizza una stella. 

Fin dalle prime fasi della loro formazione, sono caratterizzate da una elevata velocità di rotazione: più si raffreddano e si contraggono, più incrementa questo valore. La velocità rotazionale determina la presenza della forza centripeta, tipica di un moto circolare. L’incremento di questa forza, dovuto all’aumento della velocità di rotazione, può portare alla rottura del corpo. Prima della “rottura”, quello che si osserva è la presenza di un rigonfiamento all’equatore, chiamato oblazione, presente anche in Giove e Saturno.

La peculiarità di questo trio è che la velocità di rotazione è l’unica cosa che li accomuna. Sono infatti tre oggetti diversi: uno è una nana calda, una invece è fredda mentre la terza ha una temperatura intermedia alle prime due. Questo è un aspetto curioso! La velocità di rotazione delle nane brune infatti dipende dalla loro dimensione e dalla loro età: più invecchiano, più girano velocemente. La loro temperatura diminuisce mano a mano che invecchiano, perciò trovare la stessa velocità di rotazione in tre nane di età differente indica la presenza di un meccanismo ancora da comprendere. Un altro aspetto che influenza lo spin rotante di un corpo celeste è la distribuzione della sua massa. Questa, infatti, condiziona gli aspetti termici e conduttivi che avvengono all’interno della stella e che influenzano la sua rotazione.

L’elevata densità di questi corpi potrebbe suggerire che il gas presente nel nucleo sia soggetto ad una pressione davvero elevata, ma lo studio di questo stato di materia è davvero impegnativo. In aiuto vengono i modelli teorici che cercano di studiare l’interno delle nane brune, sottoposto a condizioni estreme.

La velocità limite

Alcuni di questi modelli suggeriscono che la velocità limite di rotazione non sia ancora stata raggiunta. Ma il trio di nane brune rappresenta il limite osservativo ad oggi misurato. “Sarebbe piuttosto spettacolare trovare una nana bruna che ruota così velocemente da lanciare la sua atmosfera nello spazio” afferma Megan Tannock, dottoranda e principale autrice dello studio pubblicato. Ma non è detto che questo si possa realmente osservare.

Come avviene per le stelle, la cui rotazione viene rallentata per effetto di processi naturali, lo stesso potrebbe avvenire per le nane brune. Non c’è ancora nessuna certezza a riguardo e ci sono diversi modelli che suggeriscono anche un limite di velocità superiore a quello riscontrato. Ma la realtà è che le nane brune sono tuttora oggetti poco compresi. Sono perciò necessarie ulteriori ricerche teoriche e osservative per comprendere a fondo i meccanismi che caratterizzano la loro rotazione.

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