Una stella sta divorando lentamente una nana bruna: il sistema che sfida i modelli

Per la prima volta gli astronomi hanno osservato una nana bruna trasferire materia in modo stabile a una piccola stella della sequenza principale. Il sistema si chiama ZTF J0440+2325, si trova a circa 300 anni luce dalla Terra e completa un’orbita in appena 86,65 minuti.

La scoperta è importante perché mostra un destino diverso da quello più intuitivo: invece di essere inghiottita rapidamente, la nana bruna può perdere materiale poco alla volta verso la nana rossa, potenzialmente per tempi lunghissimi.

Che cosa hanno osservato gli astronomi

ZTF J0440+2325 è formato da una nana rossa molto piccola e da una nana bruna in un’orbita estremamente stretta. La nana bruna riempie il proprio lobo di Roche, la regione entro cui la sua gravità riesce a trattenere il materiale.

Quando parte del gas supera quel confine viene catturato dalla compagna. Il flusso colpisce direttamente la superficie della nana rossa e crea una zona molto più calda e luminosa rispetto al resto della stella.

Perché il periodo orbitale di 87 minuti è così estremo

I due oggetti sono così vicini che l’intera orbita della nana bruna potrebbe stare all’interno del diametro del Sole. Il periodo misurato è di 86,65 minuti, poco meno di un’ora e mezza.

Le osservazioni spettroscopiche indicano una nana rossa di tipo M8 con una massa di circa 85 masse di Giove, mentre la compagna substellare è stimata attorno a 25 masse di Giove. La combinazione spiega perché il sistema si trovi proprio al confine tra stelle molto piccole e nane brune.

La novità è il trasferimento di massa stabile

Gli astronomi conoscono sistemi in cui una stella distrugge o ingloba rapidamente un pianeta o un oggetto substellare. In questo caso, però, il trasferimento sembra stabile: la perdita di materia non porta immediatamente alla distruzione della nana bruna.

I modelli indicano che un processo simile può durare centinaia di migliaia di anni e, in alcuni scenari, persino miliardi di anni. È questa la parte più importante della scoperta: mostra che esiste una via evolutiva intermedia tra un’orbita stabile e un’ingestione catastrofica.

Come hanno capito che non era un altro tipo di sistema

Il segnale era stato individuato nei dati dello Zwicky Transient Facility. Gli astronomi hanno poi utilizzato osservazioni fotometriche ad alta velocità e spettroscopia con diversi telescopi, tra cui strumenti alle Canarie e al Keck Observatory.

La variazione della velocità radiale della nana rossa e la forma della curva di luce hanno permesso di stimare masse e geometria del sistema. Il punto caldo osservato sulla stella coincide con la regione in cui dovrebbe arrivare il flusso di materiale.

Una nana bruna non è semplicemente un grande pianeta

Le nane brune occupano una zona intermedia tra pianeti giganti e stelle. Non raggiungono la massa necessaria per sostenere la fusione stabile dell’idrogeno come una normale stella, ma possono essere molto più massicce di Giove.

Su Tech abbiamo già spiegato perché oggetti come Gaia-6 B si trovano al confine tra pianeta e nana bruna e come Webb abbia individuato nane brune con masse insolitamente basse.

Cosa cambia per il destino di pianeti e oggetti substellari

La scoperta non significa che la Terra o i pianeti del Sistema Solare subiranno lo stesso processo. Mostra però che l’interazione tra una stella e un compagno molto vicino può essere più graduale di quanto si pensasse.

Questo è utile anche per interpretare sistemi compatti che finora potevano essere classificati come semplicemente destinati all’ingestione. La presenza di un trasferimento stabile apre una fase evolutiva più lunga e osservabile.

Non tutti i sistemi simili sono già confermati

Gli autori presentano anche un secondo sistema, ZTF J1444+4820, come candidato molto promettente per un trasferimento di massa simile. In quel caso, però, l’interpretazione è ancora meno definitiva.

La scoperta principale riguarda ZTF J0440+2325 ed è descritta nello studio pubblicato su Nature Astronomy. Il lavoro mostra per la prima volta in modo diretto che una nana bruna può essere consumata lentamente da una piccola stella senza venire distrutta subito.