Scienza

Né stelle né pianeti: che cosa sono le nane brune

Ridefiniti con precisione i criteri di classificazione di pianeti giganti, nane brune e stelle: ecco i Titani dell'Universo.

Fino a quanto può essere grande un pianeta che ruota attorno a una stella? Sappiamo che esistono oggetti giganteschi che, pur non brillando di luce propria come le stelle, hanno una massa tale che è impossibile farli rientrare nella categoria dei pianeti: sono le nane brune.

La massa è un buon criterio, ma non l'unico: sembra infatti che le nane brune non nascano per accrescimento progressivo da un involucro gassoso attorno a un nucleo solido (come i pianeti giganti, per esempio Giove), ma per collasso gravitazionale di una nube interstellare di gas e polveri, proprio come le stelle.

A differenza delle stelle, però, non producono energia per fusione dall’idrogeno - anche se alcune nane brune potrebbero avere prodotto energia, in una fase iniziale della loro vita, con la fusione di litio (Li) e deuterio (isotopo dell'idrogeno), elementi più facili da fondere dell'idrogeno atomico. Una nana bruna non sarà dunque mai "stella": la sua massa non è sufficiente a innescare la fusione dell'idrogeno.

Un pianeta anche grande possiede sempre un nucleo roccioso, mentre non è così per le nane brune che nascono come le stelle © Pubblico Dominio

I Pianeti dei Titani. Uno studio condotto dall’astrofisico Kevin Schlaufman (Johns Hopkins University), pubblicato su Astrophysical Journal, suggerisce che il limite massimo affinché si possa ancora parlare di "pianeta" è di circa dieci masse gioviane: 10 volte la massa di Giove.

Stelle con molto ferro sono più predisposte a creare pianeti attorno a sè. © Drew Taylor.

Oggetti con dimensioni superiori a 10-13 masse gioviane devono essere considerati nane brune: per definire questi criteri lo studio ha preso in esame ben 146 sistemi planetari.

Un'altra caratteristica considerata tipica di una nana bruna è la sua appartenenza a un sistema che può anche essere povero di elementi chimici pesanti.

Pianeti giganti come Giove, per esempio, si trovano solo attorno a stelle con una notevole quantità di ferro, anche di molto superiore a quella del Sole. Gli elementi pesanti, insomma, sono un indizio della presenza di pianeti.

Quegli stessi elementi non servono invece alle nane brune, che dunque si possono più facilmente trovare in sistemi solari con pochi elementi pesanti. Infine, facendo ancora un passo in più in questa piccola panoramica di titani cosmici, un oggetto con massa di 75-80 volte almeno quella di Giove può essere solamente una stella.

28 gennaio 2018 Luigi Bignami
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