La nebulosa Fiamma, situata a circa 1.400 anni luce dalla Terra, è un vivace laboratorio cosmico di formazione stellare. Con meno di un milione di anni di età, questa regione è popolata da una varietà di oggetti celesti, tra cui le nane brune. La caratteristica di questi corpi, con una massa al confine fra stelle e pianeti giganti gassosi, è quella di non essere legati gravitazionalmente ad altri oggetti. Vengono definite ‘stelle fallite’ poiché, pur nascendo dallo stesso processo delle stelle, non accumulano abbastanza massa da innescare la fusione nucleare. Con il tempo, diventano sempre più fioche e fredde, rendendone l’osservazione estremamente complessa, anche con i telescopi più avanzati. Tuttavia, quando sono molto giovani, emettono ancora abbastanza calore e luce da poter essere individuate, nonostante la densa polvere e il gas che caratterizzano la nebulosa Fiamma.
Grazie alla sua avanzata tecnologia nell’infrarosso, il telescopio spaziale James Webb della Nasa è riuscito a scrutare attraverso la coltre di polvere della nebulosa e rilevare il debole bagliore delle sue giovani nane brune. Un team di astronomi ha sfruttato questa capacità per indagare la massa minima, ossia il limite inferiore della massa delle nane brune, portando alla scoperta di oggetti fluttuanti con masse comprese tra due e tre volte quella di Giove. La sensibilità di Webb è in grado di individuare anche corpi celesti con una massa fino a 0,5 volte quella di Giove. I risultati dello studio sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters.
Le teorie precedenti suggerivano che il limite inferiore della massa di questi oggetti fosse compreso tra una e dieci volte la massa di Giove. I dati raccolti da Webb hanno ristretto significativamente quell’intervallo: non sono stati individuati oggetti con una massa inferiore a due o tre volte quella di Giove, sebbene fosse prevista la loro presenza. In altre parole, non dovrebbero esistere oggetti con una massa inferiore a questo valore. Il limite, appunto.
«Per la prima volta, Webb è stato in grado di esplorare fino a quel limite e oltre» sottolinea Michael Meyer dell’Università del Michigan. «Se quel limite è reale, allora non dovrebbero esistere oggetti liberi nella Via Lattea con una massa pari a quella di Giove, a meno che non si siano formati come pianeti e poi siano stati espulsi da un sistema planetario».
Pur essendo difficili da individuare, data la loro natura intermedia tra stelle e pianeti, le nane brune offrono una preziosa opportunità per approfondire la nostra conoscenza sui meccanismi della formazione stellare e planetaria.
«C’è una grande sovrapposizione tra ciò che potrebbe essere un pianeta e ciò che invece sono nane brune di massa estremamente bassa», conclude Meyer. «E questo sarà il nostro compito nei prossimi cinque anni: capire quali sono quali e perché».
In apertura: l’immagine all’infrarosso di una porzione della nebulosa Fiamma, ripresa dal telescopio spaziale James Webb della Nasa, evidenzia tre oggetti di massa bassa, visibili negli inserti a destra. Crediti: Nasa, Esa, Csa, STScI, M. Meyer (Università del Michigan).
