Feb 19

Nana bruna? No, solo un momento di quadrupolo! **

Un sistema doppio molto stretto (comportante eclissi mutue) mostrava delle variazioni anomale nel periodo orbitale ricavato attraverso le variazioni di luminosità. Si era proposta la presenza di una nana bruna che orbitasse attorno alla coppia e disturbasse con la sua presenza l’orbita delle due compagne. Non era nemmeno stato difficile ricavare la massa e la relativa luminosità di questa stella non-nata, ma abbastanza dispettosa.

Tuttavia, la vera Scienza agisce come San Tommaso e vuole toccare con mano, ossia osservare ciò che la teoria prevede. Un sofisticato strumento messo a punto recentemente sul VLT dell’ESO (SPHERE) è in grado di “vedere” direttamente una nana bruna di questo genere, malgrado sia estremamente vicina alla coppia ben più luminosa. E, invece, niente! Nessuna nana bruna orbita nel sistema.

Per esistere veramente dovrebbe essere ben  più debole del previsto. Errore di stima (molto difficile) o una causa completamente diversa che sia in grado di simulare la presenza di un oggetto reale? Sembra proprio che sia vera la seconda ipotesi. Un’ipotesi che è già stata osservata anche sul Sole, ma che si sperava non potesse “rompere le scatole” nelle osservazioni dei sistemi binari stretti (ci mancava anche questa complicazione, accidenti!).

In realtà il meccanismo si conosce abbastanza bene e prende il nome di Applegate dal nome dello scopritore. Non è molto semplice, ma posssiamo sintetizzarlo come segue: un dipolo elettrico ha un suo momento (sempre lui…). In poche parole, date due cariche di segno opposto, esiste una grandezza chiamata momento di dipolo elettrico o magnetico data da una relazione molto semplice: p = qd, dove q è la carica e d la distanza tra le due cariche di segno opposto. Qualcosa di molto simile al momento di una forza… La Natura si ripete, come ben sappiamo.

Tuttavia, se consideriamo quattro cariche poste in modo simmetrico come, ad esempio, le due positive al centro e le due negative a una distanza uguale in direzioni opposte, dovremmo ottenere un momento di dipolo totale uguale a zero. E, invece, si osserva un momento non nullo che viene chiamato momento di quadrupolo. Fermiamoci qui se no si entra in una materia troppo complessa.

Resta il fatto che la presenza di un momento di quadrupolo crea una variazione periodica della forma e, quindi, della luminosità della stella, legata al suo campo magnetico. Una variazione di luminosità periodica che si somma alla variazione dovuta alla curva di luce, legata alla rivoluzione della coppia attorno al proprio baricentro, simula perfettamente un periodo di rivoluzione disturbato dalla presenza di un terzo corpo. Va anche tenuto conto del fatto che un cambiamento di forma si ripercuote sul momento angolare del sistema.

Che dire? Sembra proprio che l’Universo si diverta a complicare le cose! Studiare due stelle che dopo essersi scambiate materia  si avvicinano fin quasi a sfiorarsi non è impresa semplice. La difficoltà aumenta se una compagna bruna guarda la scena da poco più lontano. Ma, almeno, la grande fatica sarebbe ricompensata dalla scoperta di un oggetto praticamente invisibile. Quando, però, si vuole vedere direttamente questo rompiscatole, ecco che un effetto di campo magnetico estremamente “maligno” ci rovina tutto il lavoro svolto. E come è capitato una volta, chissà quanti altri ipotetici perturbatori sono del tutto fittizi… Insomma, bisogna rivedere molte scoperte “teoriche” di nane brune e di Giove caldi intorno a stelle doppie, e non solo. Questo maledetto momento di quadrupolo si diverte a simulare eclissi, transiti e perturbazioni varie…

E’ il bello della Scienza e della VERA ricerca scientifica: non si può mai essere sicuri di niente.

In ogni modo, forse non c’è la nana bruna, ma si riesce a studiare un effetto decisamente più efficiente di quanto previsto. Il lavoro per gli studiosi non manca.

Dobbiamo dire, per onestà, che non è ancora stata accertata del tutto l’ipotesi alternativa del quadrupolo e altri studi sono necessari. Per ora è solo un’ipotesi plausibile.  Chissà cosa si inventeranno ancora questi simpatici e giocherelloni attori dell’Infinito Teatro del Cosmo…

Tanto per sapere con chi abbiamo a che fare, il sistema doppio ha un periodo di rivoluzione di solo 12 ore e prende il nome di v471 Tauri (nelle Iadi). Una delle due è ancora una stella normale, mentre l'altra si è trasformata in nana bianca.

Articolo originale QUI

Il cerchietto rosso mostra la posizione di V471 Tauri, Essa è una stella apparentemente insignificante, ma osservabile con un piccolo telescopio. Le stelle mostrate sono tutte visibili a occhio nudo (cielo scuro, ovviamente…). Fonte: ESO, IAU and Sky & Telescope
Il cerchietto rosso mostra la posizione di V471 Tauri, una stella apparentemente insignificante, ma osservabile con un piccolo telescopio. Le stelle mostrate sono tutte visibili a occhio nudo (cielo scuro, ovviamente…). Fonte: ESO, IAU and Sky & Telescope

 

 

5 commenti

  1. Alvermag

    Da quel poco che so mi risulta che i sistemi tripli (costituiti cioè da tre stelle orbitanti intorno al comune centro di massa) sono instabili, a meno che il terzo incomodo si trovi a notevole distanza dagli altri due. Sbaglio?

    Tu però parli di una ipotetica nana bruna a breve distanza dalle altre due stelle. Come mai non si è esclusa questa soluzione fin da subito? Non si può neanche pensare che il sistema sia molto giovane visto che una delle stelle è una nana bianca.

    P.S.: Ho molto gradito la figura che riporta la posizione del sistema sulla sfera celeste.

  2. caro Alvy,
    perché ti stupisci? una nana bruna è poco più che un pianeta e di sistemi planetari intorno a sistemi binari ne esistono sicuramente e possono essere stabili.
    In realtà la vita di questa stella doppia è sicuramente un caso anomalo. In realtà, non dovrebbe superare il miliardo di anni, forse meno. Tuttavia, originariamente il sistema potrebbe essere stato triplo e due stelle si sarebbero unite insieme diventando una vagabonda blu di grande massa che sarebbe velocemente diventata una nana bianca. In questo strano gioco ci sarebbe stata una grande perdita di massa e un avvicinamento rapido delle due stelle rimaste. Un problema che, però, non avrebbe dovuto toccare più di tanto la nana bruna.
    Io ho detto "poco più lontana" in modo relativo. Per essere vista doveva comunque essere abbastanza lontana. si pensava intorno alle 10 UA. Ma erano dati estremamente incerti...

  3. Alvermag

    Eh si, non ho posto l'attenzione sulla "trascurabile" massa della nana bruna.

  4. Lampo

    Scusa la domanda...in che senso SPHERE sarebbe in grado si "vedere" direttamente una nana bruna...? Credevo INdirettamente...

  5. SPHERE è un sistema ottico adattivo munito di coronografo. Deve proprio fare imaging , spettroscopia a bassa risoluzione e polarimetria di sistemi extrasolari nell'ottico e nel vicino infrarosso.

    Questa è la sua descrizione ufficiale: "Direct detection and spectral characterization of extra-solar planets is one of the most exciting but also one of the most challenging areas in modern astronomy. The challenge consists in the very large contrast between the host star and the planet, larger than 12.5 magnitudes at very small angular separations, typically inside the seeing halo. The whole design of a "Planet Finder" instrument is therefore optimized towards reaching the highest contrast in a limited field of view and at short distances from the central star. Both evolved and young planetary systems can be detected, respectively through their reflected light and through the intrinsic planet emission."

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