A caccia di nane brune per svelare i misteri della Via Lattea

L’Osservatorio Vera C. Rubin catturerà la debole luce delle nane brune lontane per aiutare gli scienziati a comprendere la formazione e l’evoluzione della Via Lattea.

 

 

Troppo grandi per essere pianeti, ma troppo piccole per essere stelle, le nane brune lontane sono un ingrediente chiave per comprendere la storia della Via Lattea.

La Legacy Survey of Space and Time dell’Osservatorio Vera C. Rubin rileverà una popolazione di antiche nane brune circa 20 volte più grande di quanto abbiamo visto in precedenza, rivelando i processi che hanno plasmato la nostra galassia.

A volte indicate come “stelle fallite”, non hanno abbastanza massa per sostenere la fusione nucleare, che alimenta tutte le stelle, compreso il nostro Sole.

Ma sono anche troppo grandi per essere considerati pianeti, con alcune che hanno 75 volte la massa di Giove.

Nonostante non rientrino perfettamente in una di queste categorie familiari di oggetti astronomici, le nane brune contengono importanti indizi sui processi che hanno formato la Via Lattea.

L’Osservatorio NSF-DOE Vera C. Rubin, finanziato congiuntamente dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti e dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, Office of Science (DOE/SC), rivelerà presto una popolazione mai vista prima di nane brune al di là delle vicinanze locali del Sole, dando agli scienziati più strumenti per mappare la storia e l’evoluzione della nostra galassia.

“Le nane brune sono questi strani oggetti intermedi che sfidano la classificazione”, ha detto Aaron Meisner, astronomo associato presso NSF NOIRLab e membro del Community Science Team del Rubin Observatory.

Oltre ad essere più piccole delle stelle, le nane brune sono molto più fredde, con temperature superficiali che vanno da circa 0 a 2000 gradi Celsius.

Ciò significa che non producono molta luce nello spettro visibile, il che li rende difficili da rilevare con i telescopi ottici.

“È possibile che stiamo nuotando in un intero mare di questi oggetti che sono davvero deboli e difficili da vedere”, ha detto Meisner.

Le stesse qualità che rendono le nane brune insolite e sfuggenti le rendono anche eccellenti candidate per aiutare gli scienziati a districare la formazione e l’evoluzione della Via Lattea, che è stata fortemente influenzata dalle fusioni con galassie più piccole e vicine.

Le nane brune hanno una durata di vita più lunga rispetto alle stelle più grandi e più calde, quindi le nane brune lontane che si sono formate nell’Universo primordiale sono ancora là fuori, in gran parte invariate e contengono preziose informazioni sulla Via Lattea all’inizio della sua storia.

Studiando le proprietà di queste antiche nane brune, gli scienziati possono rintracciarle nelle loro galassie originali e rivelare eventuali cambiamenti nel modo in cui le stelle della Via Lattea si sono formate nel corso del tempo cosmico.

Per dieci anni, a partire dalla fine del 2025, il telescopio Simonyi Survey di Rubin scansionerà il cielo dal suo punto di osservazione sul Cerro Pachón in Cile. Rubin scatterà immagini ampie e dettagliate utilizzando la LSST Camera, la più grande fotocamera digitale al mondo, e coprendo l’intero cielo visibile ogni poche notti.

I sei filtri della fotocamera di Rubin trasmetteranno la luce da un’ampia gamma di lunghezze d’onda ottiche e nel vicino infrarosso.

La capacità di Rubin nel vicino infrarosso, combinata con il suo ampio campo visivo e la capacità di vedere in profondità nello spazio, lo renderà un potente rivelatore di oggetti deboli che emettono principalmente luce infrarossa, come le nane brune. Previsioni dettagliate delle nane brune lontane che Rubin vedrà sono state recentemente eseguite da Christian Aganze, un ricercatore post-dottorato presso la Stanford University.

Rubin catturerà la luce delle nane brune a distanze molto maggiori rispetto alle precedenti survey in luce visibile.

Le survey ottiche esistenti, come Pan-STARRS e Sloan Digital Sky Survey, ci hanno aiutato principalmente a scoprire nane brune che si trovano relativamente vicine. 

“Le attuali indagini arrivano a una distanza di circa 150 anni luce dal Sole per le antiche nane brune nell’alone della Via Lattea“, ha detto Meisner.

“Ma Rubin sarà in grado di vedere più di tre volte più lontano di così“. Questo aumento della distanza significa un aumento ancora maggiore del volume totale di spazio disponibile per gli scienziati per trovare e studiare queste nane brune, offrendo agli scienziati il campione più grande di questi oggetti deboli che abbiano mai avuto.

Ricercatori come Meisner sono entusiasti della prospettiva di trovare un numero sufficiente di nane brune distanti da studiare a livello di popolazione invece che individualmente, in modo da poter confrontare le proprietà di diversi sottogruppi e cercare modelli nel modo in cui sono distribuiti.

“Rubin rivelerà una popolazione di antiche nane brune circa 20 volte più grande di quella che abbiamo visto fino ad ora”, ha detto Meisner. “Questo ci permetterà di decifrare da quali pezzi di sottostruttura galattica provengono le diverse nane brune e porterà a importanti progressi nella nostra comprensione di come si sono formate le popolazioni della Via Lattea”.

 

 

Immagine: Rubin Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva