👉 Seguici anche sul nostro canale WhatsApp! 🚀

Il telescopio spaziale James Webb e il telescopio Gemini South, in Cile, hanno catturato per la prima volta il silano, una molecola chiave nella formazione delle nubi nei giganti gassosi, come Giove e Saturno. Questa scoperta è stata effettuata tramite osservazioni complementari di una misteriosa nana bruna chiamata “The Accident” (l’incidente).
Una nana bruna consiste in una sfera di gas, un oggetto gassoso più grande di un pianeta ma non abbastanza massiccio da innescare la fusione nel suo nucleo come una stella.
La nana bruna studiata da Webb e Gemini South, The Accident, è stata scoperta casualmente nel 2020. Gli astronomi ritengono che abbia un’età pari tra i 10 e i 12 miliardi di anni e il suo studio potrebbe rilevare indizi sul giovane universo e sull’evoluzione di questi insoliti oggetti cosmici.
Situata a circa 50 anni luce dalla Terra, la sfera di gas di The Accident ha attirato, inoltre, fin da subito l’attenzione degli astronomi essendo molto particolare: essa presenta, infatti, alcune caratteristiche tipiche delle nane brune giovani e altre delle nane brune antiche.

Ora, l’atmosfera di questa peculiare nana bruna è stata oggetto di osservazioni complementari del Webb e del Gemini South, le quali hanno permesso di catturare per la prima volta una molecola chiamata silano (SiH4), che si ottiene quando il silicio si lega con l’idrogeno.
Il fatto che questa molecola non sia stata rilevata da nessuna parte, se non in una singola e peculiare nana bruna, fornisce indizi fondamentali sulla chimica che avviene in ambienti così antichi.
I risultati della ricerca sono pubblicati su Nature.

Gli scienziati sono abbastanza certi che il silicio esista nelle atmosfere di Giove e Saturno, ma che sia rimasto finora a noi nascosto. Quando questo elemento si lega all’ossigeno al posto dell’idrogeno, forma, infatti, ossidi come il quarzo che possono seminare nubi sui giganti gassosi caldi. Sui giganti gassosi più freddi, come Giove e Saturno, questi tipi di nubi sprofonderebbero negli strati più bassi dell’atmosfera, diventando così invisibili alle sonde spaziali che hanno studiato da vicino questi due pianeti.
Finora, il prodotto del legame tra silicio e idrogeno, ossia il silano, non era mai stato osservato nelle nane brune, probabilmente proprio per l’abbondanza di ossigeno nelle loro atmosfere, innescando così la formazione di quarzo e il processo di sprofondamento atmosferico. Secondo i ricercatori, infatti, il legame tra silicio e ossigeno avviene nelle nane brune con con una velocità tale da non lasciare più silicio disponibile per la formazione di silano tramite il legame con l’idrogeno. Non essendo mai stato trovato in altre nane brune in precedenza, le osservazioni di Webb e di Gemini South su The Accident sono quindi la prima conferma che il silano può formarsi nelle atmosfere delle nane brune e dei pianeti.

«Una nana bruna è una sfera di gas simile a una stella, ma senza un reattore a fusione interno diventa sempre più fredda, con un’atmosfera simile a quella dei pianeti giganti gassosi – afferma Peter Eisenhardt del Jpl di Nasa e coautore dello studio – Volevamo capire perché questa nana bruna è così strana, ma non ci aspettavamo il silano. L’universo continua a sorprenderci».

Questo prima osservazione arriva con The Accident perché, secondo gli autori, questa nana bruna, avendo un’età tra i 10 e i 12 miliardi di anni, si è formata in universo molto giovane, quando ancora era presente molto meno ossigeno di oggi. Per questo motivo nella sua atmosfera si è concentrato meno ossigeno rispetto ad altre nane brune più giovani, innescando così solo in modo parziale il legame tra silicio e ossigeno, con una minore formazione di quarzo e delle relative basse nubi atmosferiche.

Le prove scoperte nell’atmosfera di The Accident offrono, infine, una visione più chiara su come la formazione primordiale possa influenzare la composizione dell’atmosfera di un pianeta.

 

Immagine in evidenza: rappresentazione artistica di una una nana bruna, un oggetto più grande di un pianeta ma non abbastanza massiccio da innescare la fusione nel suo nucleo come una stella. Crediti: OirLab/Nsf/Aura/R. Proctor