(Forse) spiegata l'origine delle nane brune

La densità del gas in un disco cicumstellare in vari momenti successivi alla formazione di una stella centrale. Il tempo è espresso in Myr, ossia in milioni di anni. Ogni figura è un quadrato il cui lato misura 2400 unità astronomiche. La freccia evidenzia un ammasso di materiale espulso dalla parte interna del disco.

Le nane brune sono tra le stelle più stravaganti. Anzi, forse non sono neanche delle stelle: questi corpi celesti giacciono infatti esattamente sulla linea di confine che divide i pianeti dalle stelle. Troppo grandi per essere dei "semplici" pianeti ma troppo piccole per iniziare le reazioni di fusione nucleare, le nane brune sono un caso a parte. 
Scoperte solo negli anni '90, la loro natura rimane tutt'oggi un mistero, ma forse uno studio condotto da ricercatori canadesi e austriaci potrebbe aiutare gli scienziati a posizionare un importante tassello in questo enorme puzzle.

E' noto che le stelle nascono dal collasso gravitazionale di una nube di gas e polveri interstellari. La pressione fa sì che il nucleo si comprima a tal punto da innescare dei processi di fusione nucleare, avviando il ciclo vitale di una stella. Eppure, secondo molti scienziati, le nane brune non dovrebbero proprio esistere, dato che non possiedono una massa e un momento angolare che avrebbero permesso alla nube di materiale di collassare su sé stessa, e quindi l'intero processo sarebbe finito in partenza. Ma quindi, come sono nate le nane brune?

Secondo i ricercatori Shantanu Basu della University of Western Ontario ed Eduard I. Vorobyov della University of Vienna, le nane brune si formerebbero dal materiale espulso da altri dischi circumstellari, simili a quello che 5 miliardi di anni fa ha dato origine al nostro sistema solare.

Il "ritmo" dell'aumento nella massa della stella come funzione del tempo passato dall'inizio del collasso. Da notare il forte aumento dopo 0.38 Myr (milioni di anni), che coincide con l'espulsione di un ammasso di materiale.

Studiando le dinamiche di questi dischi, i due hanno scoperto che in alcuni di essi – quelli dotati di un determinato momento angolare (ossia spinta) – potrebbero essere espulsi dei frammenti di disco, senza compromettere tuttavia la nascita della stella.

«Gli ammassi di materiale che sopravvivono all'espulsione hanno una massa che varia tra le 0.08 e le 0.35 masse solari, e viaggiano a velocità di 0.8±0.35 km s-1, ossia molte volte quella della velocità di fuga» hanno scritto i due ricercatori su un articolo che comparirà sull'Astrophysical Journal. «Il nostro modello suggerisce che, dopo il collasso, questi ammassi possano formare oggetti substellari oppure oggetti stellari dotati di una massa molto piccola».

Inoltre, Basu e Vorobyov hanno scoperto che da un singolo disco circumstellare possono essere espulsi diversi ammassi di materiale.

«Abbiamo concluso che l'espulsione di ammassi di materiale e la formazione di oggetti substellari isolati è abbastanza frequente nell'Universo» ha spiegato il team. Quest'affermazione potrebbe però aiutarci a spiegare anche un altro, enorme mistero dell'Universo: la materia oscura. Nelle stime più recenti, essa occuperebbe il 21% dell'Universo, mentre la materia "ordinaria" (stelle, pianeti, galassie ecc.) solamente il 4%. Ma dov'è nascosto tutto quel 21 per cento? Una possibile risposta è nelle nane brune: questi oggetti sono infatti molto difficili da osservare, e potrebbero esisterne miliardi, offrendo un comodo e insospettabile "nascondiglio" a quel misterioso 21 percento. Certo, poi c'è il 73% occupato dall'energia oscura, ma quello è un altro discorso...

Fonte: arXiv