Le nane brune sono oggetti celesti che sono più massicci di un pianeta, ma non abbastanza grandi per essere stelle. Ma gli astronomi hanno scoperto due nane brune che sono così massicce da sfidare la nostra comprensione dell’evoluzione stellare.

Si chiamano Epsilon Indi B e C che, con nuove stime che li mettono a più di 70 volte della massa di Giove, stanno seriamente vicino diventare le protagoniste delle nuove ricerche planetarie. Ma la loro opaca luminosità suggerisce che non sono sicuramente ancora stelle, costringendo gli astronomi a riconsiderare esattamente quanto deve essere pesante un oggetto per farlo esplodere con la fusione nucleare.

Le nane brune sono tipicamente descritte come stelle fallite, non riuscendo a possedere il materiale necessario alla gravità per creare la grande compressione sugli atomi di idrogeno e innescare una fornace nucleare.  Attualmente si ritiene che le nane brune abbiano un limite superiore a circa 70 masse di Giove . Oltre a questo limite ci sono tutte le possibilità che inizieranno prima o poi a brillare.

Ma questa nuova scoperta suggerisce che potrebbe non essere questo il caso. Scoperto nel 2003 all’interno della costellazione dell’Indo, a circa 12 anni luce di distanza, il sistema Epsilon Indi consiste in una piccola stella principale di tre quarti della massa del nostro Sole e un paio di nane brune.

Ancora più recentemente è stato trovato un oggetto delle dimensioni di Giove in orbita attorno alla stella, che è attualmente l’esopianeta più vicino del suo genere al nostro Sistema Solare. Gli astronomi avevano  precedentemente calcolato  le masse dei tre oggetti più grandi che componevano il sistema in base alla quantità di luce emessa. Quelle osservazioni iniziali basate sull’imaging infrarosso e sulla spettroscopia a bassa risoluzione hanno predetto che le masse delle nane brune sarebbero state approssimativamente  47 e 28 masse di Giove , con uno scostamento di errore di circa il 25 percento.

Ma i ricercatori del Carnegie Institution for Science di Washington DC hanno adottato un approccio leggermente diverso questa volta, osservandoli invece oscillare. In questo nuovo tentativo, i ricercatori hanno utilizzato i dati di due studi a lungo termine: la ricerca del pianeta astrometrico Carnegie e lo studio parallelo dell’Osservatorio interamericano del Cerro Tololo

Mappando i più piccoli movimenti degli oggetti contro il loro sfondo cosmico, sono stati in grado di ottenere una misura più precisa delle due masse delle nane brune. Epsilon Indi B si pensa possa essere circa 75 volte la massa del nostro re dei pianeti, Giove Per Epsilon Indi C, quella massa equivalente a Giove è più vicina a 70,1. Queste masse sono, naturalmente, al di sopra degli attuali 70 limiti di massa di Giove che gli scienziati generalmente mettono sulle nane brune.

Mettere un numero esatto a quel limite magico non è cosa semplice, però. L’anno scorso un corpo massiccio di circa 90 volte la massa di Giove è stato riclassificato da nana rossa relativamente fredda a un’aspirante nana bruna calda.

La grande domanda è se questo oggetto raro sia rappresentativo di un limite effettivo o di qualche tipo di anomalia. Come è stato anche per il superdimensionato Golia SDS J0104 + 1535 che si è distinto per il suo mix incontaminato di idrogeno ed elio.

La natura non è mai ordinata e quindi qualsiasi utile modello sull’evoluzione stellare richiederebbe ampie osservazioni per costruire un’immagine chiara, tenendo conto della loro evoluzione e composizione. “Nel loro insieme, i nostri risultati significano che i modelli esistenti devono essere rivisti”, dice il primo autore dello studio, Serge Dieterich .

Oltre a elaborare le masse delle due nane brune, i ricercatori hanno proposto vari scenari che descrivono la vita di questi enormi oggetti sub-stellari nella speranza di produrre modelli migliori per predire la loro evoluzione. Con queste nuove scoperte, quel margine che circonda un punto critico sembra più sottile che mai. “Abbiamo dimostrato che le più pesanti nane brune e le stelle più leggere possono avere solo lievi differenze di massa”, afferma Dieterich .

“Ma nonostante ciò, sono destinati a vite diverse – una che corre per oscurarsi e raffreddarsi, l’altra che brilla per miliardi di anni”. Le nane brune sono notoriamente difficili da individuare, eppure sapere quanto siano comuni questi tipi di sistemi solari oscuri potrebbero dirci molto sulla possibilità di vita nel cosmo.

“Ci interessa sapere se le stelle e le nane brune esistono sempre nella stessa proporzione tra loro nelle regioni che formano le stelle, il che potrebbe aiutarci a capire l’abitabilità complessiva della nostra galassia”, dice uno dei ricercatori Alycia Weinberger .

Questa ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal