Utilizzando il telescopio spaziale James Webb, un team internazionale di astronomi ha individuato la prima ricca popolazione di candidate nane brune mai osservata al di fuori della nostra Galassia.
Le nane brune si trovano nell’ammasso stellare NGC 602, situato nella Piccola Nube di Magellano, una galassia satellite della Via Lattea distante circa 200mila anni luce dalla Terra. L’ammasso NGC 602 rappresenta un laboratorio cosmico unico. Il suo ambiente locale è infatti un analogo di ciò che esisteva nell’Universo primordiale, con una bassissima abbondanza di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio.
La presenza di nubi oscure di polvere densa e il fatto che l’ammasso sia ricco di gas ionizzato suggeriscono inoltre la presenza di processi di formazione stellare in corso. Insieme alla sua regione HII associata, N90, che contiene nubi di idrogeno atomico ionizzato, questo ammasso fornisce un’opportunità preziosa per esaminare gli scenari di formazione stellare in condizioni drasticamente diverse da quelle del nostro vicinato solare.
Perché cercare le nane brune?
Le nane brune rappresentano una categoria particolarmente interessante di oggetti celesti, posizionandosi a metà strada tra i pianeti giganti gassosi e le stelle. Con masse tipicamente comprese tra 13 e 75 volte quella di Giove (e talvolta anche inferiori), questi corpi celesti sono considerati i “cugini” più massicci dei pianeti gassosi giganti.
A differenza dei pianeti extrasolari, vagano liberamente nello spazio, non essendo legate gravitazionalmente ad alcuna stella. Condividono però alcune caratteristiche con i pianeti, come la composizione atmosferica e i modelli di tempesta. Fino ad ora, conoscevamo circa 3000 nane brune, ma vivevano tutte all’interno della nostra Galassia.
Lo studio delle nane brune è fondamentale per colmare il divario nella nostra comprensione tra la formazione planetaria e quella stellare. Questi oggetti rappresentano infatti un “anello mancante” evolutivo. Come confermato dai risultati di questo studio, sembrano formarsi attraverso gli stessi meccanismi delle stelle, ma non accumulano abbastanza massa per innescare le reazioni di fusione dell’idrogeno che caratterizzano le stelle vere e proprie. La loro esistenza e distribuzione ci aiutano quindi a comprendere meglio i limiti e le condizioni necessarie per la formazione stellare.
Fuori dalla Via Lattea
Le nuove osservazioni, effettuate nell’aprile 2023, includono una nuova immagine catturata dalla Near-InfraRed Camera (NIRCam) di Webb. L’immagine evidenzia non solo le stelle dell’ammasso, gli oggetti stellari giovani e le circostanti creste di gas e polvere, ma mostra anche la significativa contaminazione da parte di galassie di sfondo e altre stelle nella Piccola Nube di Magellano.
Il telescopio spaziale Hubble aveva già mostrato che NGC602 ospitava stelle molto giovani di bassa massa, ma solo con Webb è stato possibile vedere l’estensione e il significato della formazione di masse substellari in NGC 602. Nello slider di seguito, un confronto tra la vista di Hubble del 2017 e quella recente del James Webb. Credits:
NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration
La scoperta di nane brune al di fuori della Via Lattea in un ambiente come NGC 602 apre prospettive molto interessanti. L’ammasso si trova infatti in un ambiente povero di metalli, simile a quello dell’Universo primordiale, permettendoci di studiare come questi oggetti si formavano nelle prime fasi della storia cosmica.
Questa analogia con l’Universo primordiale è particolarmente preziosa: osservando come le nane brune si formano e si comportano in NGC 602, possiamo capire meglio i processi di formazione stellare e planetaria nelle condizioni estreme che caratterizzavano l’Universo giovane.
Inoltre, la loro presenza in un ambiente così diverso da quello della nostra Galassia ci permette di testare le nostre teorie sulla formazione stellare in condizioni drasticamente differenti. Aiutandoci a comprendere se i processi che osserviamo localmente sono universali, o variano significativamente in base all’ambiente galattico.
Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, è reperibile qui.
Sei interessato a conoscere nel dettaglio ricerche e scoperte fatte grazie al James Webb? Ogni 2 del mese pubblichiamo un approfondimento dedicato, all’interno della rubrica “Cronache dal James Webb”, che racconta tutto ciò che il telescopio spaziale ha permesso di comprendere sull’Universo primordiale, sulla Galassia e sul nostro Sistema Solare nel corso del mese precedente. La rubrica è disponibile su Astrospace ORBIT.
