“Spectroscopy of Free-Floating Planetary-Mass Objects and their disks with JWST” di B. Damian (University of St Andrews): otto piccoli oggetti di massa planetaria nel mirino del James Webb Space Telescope
Otto oggetti isolati di massa planetaria, identificati in tre regioni di formazione stellare, mostrano caratteristiche uniche: segni di formazione planetaria in atto e nuvole ricche di silicati nelle loro fotosfere.
Era il 2000 quando abbiamo imparato che è possibile l’esistenza di oggetti di massa planetaria isolati, ossia non legati a sistemi esoplanetari, grazie ad osservazioni analizzate da due gruppi di ricercatori, appartenenti rispettivamente all’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie e all’Università di Hertfordshire, i primi ad individuare due piccoli oggetti di questo tipo in due regioni di formazione stellare nella direzione della costellazione di Orione.
Si tratta, ovviamente, di oggetti difficili da osservare: piccoli e freddi, emettono debolmente nella banda infrarossa, rendendo la loro individuazione complessa. Tuttavia, questi oggetti sono di grande interesse scientifico, poiché possono fornire informazioni preziose sui meccanismi che portano all’espulsione di giganti gassosi da giovani sistemi planetari e sul limite inferiore di massa dei prodotti del processo di formazione stellare. Inoltre, se questi oggetti si formano come le stelle, pur senza riuscire ad accumulare massa sufficiente per innescare reazioni termonucleari nel loro nucleo, è possibile che attorno ad essi si formino sistemi planetari in miniatura?
A queste domande oggi possiamo iniziare a rispondere grazie al supertelescopio James Webb Space Telescope (JWST) delle agenzie spaziali americana (NASA), europea (ESA) e canadese (CSA). Grazie alla sua elevatissima sensibilità nella banda infrarossa, infatti, gli specchi del JWST riescono a catturare abbastanza luce anche da questi piccoli oggetti, permettendo così un’analisi dettagliata delle loro proprietà fisiche e chimiche.
Nell’articolo “Spectroscopy of Free-Floating Planetary-Mass Objects and their disks with JWST“, recentemente pubblicato sulla rivista Astronomical Journal, il team guidato dall’astrofisica B. Damian (School of Physics & Astronomy, University of St Andrews) ha analizzato osservazioni JWST di otto oggetti isolati di massa planetaria nelle regioni di formazione stellare del Toro, Cameleonte I e ρ Ophiuchi. Le osservazioni hanno permesso di classificare gli oggetti, stimandone la massa (5-10 masse gioviane) e la temperatura efficace (1600-1900 K).
In sei di questi otto oggetti, i dati indicano la presenza di dischi protoplanetari, cioè le strutture a forma di disco da cui si formano i sistemi planetari attorno alle stelle. In questi sei casi, i dischi mostrano caratteristiche associate alla presenza di corpuscoli solidi micrometrici (grani) di silicati di diversa dimensione e grado di cristallizzazione, elementi fondamentali per l’avvio della formazione planetaria.
Inoltre, in uno degli oggetti è stata rilevata la presenza di grani di silicati pur in assenza di un disco protoplanetario. In questo caso, gli astronomi ritengono di aver individuato l’assorbimento della radiazione dovuto a nuvole ricche di silicati sospese nella fotosfera dell’oggetto. Non solo si tratta degli oggetti di massa più piccola finora noti a mostrare queste proprietà, ma essi dimostrano anche che fenomeni di grande interesse scientifico possono verificarsi anche in corpi isolati di massa planetaria.
Tra gli autori dello studio figura anche l’astrofisico V. Almendros Abad dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.
La figura di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra una raccolta di immagini WISE nel medio infrarosso degli oggetti analizzati nello studio (sempre piuttosto deboli e al centro di ciascun pannello). Nel pannello centrale è invece riportata una rappresentazione artistica, generata tramite intelligenza artificiale, di una nana bruna con nuvole nella sua atmosfera.
Mario Giuseppe Guarcello
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