Cha 1107-7626: l’oggetto di massa più piccola conosciuto circondato da un disco protoplanetario con accrescimento attivo ed una ricca chimica
Troppo piccolo per essere una stella, troppo grande per essere un pianeta, Cha 1107-7626 è l’oggetto isolato più piccolo (6–10 masse gioviane) conosciuto ad essere circondato da un disco protoplanetario ricco di gas e polveri, che sta ancora accrescendo materiale e ospita molecole organiche come metano ed etilene.
Le nane brune sono oggetti affascinanti che rappresentano un ponte tra le stelle e i pianeti. Difficili da individuare e studiare a causa della loro bassa luminosità, celano ancora numerosi misteri irrisolti, come ad esempio il loro meccanismo principale di formazione: sono il prodotto di massa più bassa del processo di formazione stellare, oppure si formano come i pianeti? Anche le proprietà e l’evoluzione dei loro dischi protoplanetari restano in gran parte da chiarire. Questi dischi sono di particolare interesse: nelle stelle di massa maggiore possono infatti evolvere in sistemi planetari, come conseguenza della rapida (nell’ordine di pochi milioni di anni) formazione di corpi rocciosi su cui può successivamente accrescersi del gas. Una delle domande ancora aperte quindi è: anche i dischi attorno alle nane brune sono capaci di formare pianeti?
Le nane brune non sono solo poco luminose, ma anche oggetti freddi, con temperature efficaci comprese tra 1500 e 2500 gradi. A queste temperature, la loro emissione è concentrata principalmente nella banda dell’infrarosso. La bassa luminosità e l’emissione infrarossa rendono le nane brune bersagli ideali per il James Webb Space Telescope (JWST), il supertelescopio delle agenzie spaziali NASA, ESA e CSA. Il JWST è infatti non solo in grado di rilevare nane brune in sistemi lontani (studi recenti hanno individuato candidate nane brune perfino nelle Nubi di Magellano), ma anche di ottenere osservazioni spettroscopiche con qualità sufficiente a studiarne la chimica atmosferica e quella dei dischi protoplanetari nelle nane brune più vicine.
Recenti osservazioni spettroscopiche del JWST dell’oggetto Cha 1107-7626, situato nella regione di formazione stellare di Chamaeleon I, sono state presentate nello studio intitolato “Detection of Hydrocarbons in the Disk around an Actively-Accreting Planetary-Mass Object”, guidato dall’astrofisica Laura Flagg della Johns Hopkins University. Grazie agli strumenti NIRSpec e MIRI del JWST, gli autori dello studio hanno costruito e analizzato lo spettro di Cha 1107-7626 nella banda del medio infrarosso, dove l’emissione del disco protoplanetario risulta predominante rispetto a quella dell’oggetto centrale. Questo ha permesso di identificare segnali legati all’accrescimento di gas dal disco verso l’oggetto, con un tasso stimato, da osservazioni da Terra, tra 10-10 e 10-11 masse solari per anno. Inoltre, sono stati individuati segnali spettroscopici indicativi della presenza di molecole organiche come etilene e metano. Tali caratteristiche, comuni nei dischi attorno a stelle giovani di massa maggiore, ma osservate qui per la prima volta in un oggetto di massa così bassa, suggeriscono che la chimica e l’evoluzione dei dischi attorno alle nane brune possano essere simili a quelle dei dischi attorno alle stelle.
Allo studio, pubblicato recentemente su The Astrophysical Journal, ha partecipato anche l’astronomo V. Almendros Abad dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.
La figura di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra lo spettro di Cha 1107-7626 osservato dagli spettrografi NIRSpec-PRISM (in verde) e MIRI-LRS (in blu) del JWST. Sono riportate anche le osservazioni precedenti ottenute con ISPI e Spitzer. Nei pannelli inferiori sono evidenziati i segnali spettroscopici associati all’emissione di molecole di metano ed etilene.
Mario Giuseppe Guarcello
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