Gli oggetti substellari del superammasso Westerlund 2 rivelati dal progetto EWOCS
Grazie al progetto EWOCS, identificata per la prima volta la popolazione di oggetti sub-stellari di un superammasso stellare
Attraversando il diagramma di Hertzsprung-Russell dalle masse maggiori a quelle minori, si incontrano stelle con struttura interna, proprietà ed evoluzione totalmente diverse. Il limite inferiore in termini di massa per una stella è di 0.075 masse solari: al di sotto di questa soglia, infatti, il nucleo non riesce ad innescare le reazioni termonucleari di fusione dell’idrogeno.
Ciò nonostante, tra il dominio stellare e quello dei pianeti esiste una classe di oggetti di straordinario interesse scientifico: quello delle nane brune.
Troppo grandi per essere pianeti e troppo piccole per essere stelle, le nane brune sono oggetti compatti e freddi che perdono lentamente energia nel corso della loro evoluzione. Molte linee di ricerca e progetti mirano a comprenderne i meccanismi principali di formazione, la struttura interna, l’intensa attività magnetica, le caratteristiche atmosferiche e la possibilità che possano ospitare sistemi planetari.
Essendo oggetti piccoli e freddi, la loro radiazione è debole il che rende l’individuazione e lo studio un compito complesso. Tipicamente, le nane brune vengono scoperte solo nelle immediate vicinanze del Sole; questo, tuttavia, pone dei forti limiti alla nostra comprensione dei loro processi di formazione ed evoluzione.
Gli ambienti attorno al Sole sono infatti molto simili tra loro, caratterizzati da bassa massa e bassa energia. Al contrario, è di grande rilevanza scientifica individuare nane brune in ambienti stellari giovani e massicci, come i superammassi stellari, dove è possibile comprendere come la formazione e l’evoluzione di questi oggetti variano in funzione dell’ambiente circostante.
Grazie alle sue eccezionali caratteristiche, il James Webb Space Telescope (JWST) è lo strumento ideale per osservare nane brune in ambienti stellari affollati e distanti. In particolare, la collaborazione Extended Westerlund 1 and 2 Open Clusters Survey (EWOCS), guidata dall’astrofisico M. G. Guarcello di INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, ha ottenuto osservazioni JWST del superammasso stellare Westerlund 2, situato a una distanza di circa 20000 anni luce dal Sole.
Il team di ricerca guidato dall’astrofisico V. Almendros-Abad (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo) ha analizzato i dati ottenuti con la fotocamera NIRCam di Westerlund 2 allo scopo di identificare la sua popolazione substellare.
Alcuni filtri fotometrici utilizzati per le osservazioni sono stati progettati per isolare le bande di assorbimento specifiche delle molecole che popolano l’atmosfera delle nane brune. Questo accorgimento ha permesso di identificare ed isolare ben 353 candidati oggetti substellari in Westerlund 2, spingendosi fino a masse di appena 10 masse gioviane. È la prima volta che una simile popolazione substellare, estesa a masse così basse, viene identificata all’interno di un superammasso stellare: un campione di enorme importanza per comprendere i meccanismi di nascita delle nane brune in ambienti di formazione stellare ad alta energia.
Lo studio è descritto nell’articolo: “EWOCS-IX: JWST/NIRCam observations of Westerlund 2 – Identification of candidate substellar members”, il nono lavoro della serie EWOCS, pubblicato su Astronomy & Astrophysics.
La figura di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra la ripresa di Westerlund 2 ottenuta dal Telescopio Spaziale James Webb con gli strumenti NIRCam e MIRI.
