Lento cannibalismo tra una nana rossa e una nana bruna

Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha osservato per la prima volta un fenomeno raro nel cosmo: un sistema binario in cui una nana rossa sottrae materia lentamente a una nana bruna. Il sistema, chiamato Ztf J0440+2325, si trova a circa 300 anni luce dalla Terra e rappresenta un caso unico di interazione tra due corpi celesti di piccola massa. L’osservazione, pubblicata su Nature Astronomy, ha rivelato un processo di trasferimento di massa stabile e prolungato, in contrasto con le dinamiche tipicamente osservate in sistemi binari instabili.

Due dinamiche opposte nel cosmo

Nel cosmo, le interazioni tra una stella e i suoi compagni – che possano essere pianeti o nane brune – seguono due dinamiche principali. La prima è quella dei sistemi binari stabili, in cui i due corpi orbitano l’uno attorno all’altro mantenendo una distanza sufficiente a non influenzarsi in modo significativo. La seconda, invece, è caratterizzata da un’interazione instabile, in cui la stella inghiotte il partner, consumandone rapidamente il materiale. Questa dinamica si verifica spesso a causa del decadimento orbitale o dell’espansione stellare.

Il sistema Ztf J0440+2325, però, rappresenta una terza dinamica, simile alla seconda ma con un trasferimento di massa stabile e di lunga durata. I ricercatori hanno scoperto che la nana rossa, una stella di tipo M, sta lentamente assorbendo materia da una nana bruna, un oggetto a metà strada tra un pianeta gigante e una stella vera e propria. Il processo, chiamato accrescimento, è stato osservato per la prima volta in un sistema simile.

Un processo lento ma costante

Le prime indagini sul sistema sono iniziate nell’ottobre 2023, quando Ztf J0440+2325 è stato osservato con Hipercam, una fotocamera astronomica ad alta velocità installata sul Gran Telescopio Canarias. Le curve di luce ottenute hanno rivelato variazioni nella luminosità del sistema, particolarmente marcate alle lunghezze d’onda più corte. Questo comportamento è compatibile con un sistema binario in cui una componente trasferisce materia all’altra.

La successiva modellizzazione delle curve di luce con il codice lcurve ha confermato l’ipotesi: i dati ottenuti dalle simulazioni erano infatti compatibili con un sistema binario in cui una componente trasferisce materia all’altra, creando un hot spot sulla superficie della stella ricevente. Il processo, che potrebbe durare migliaia di anni, ha un ritmo estremamente lento: si stima che la nana rossa assorba circa un centomillesimo della massa della Terra ogni anno, corrispondente a due miliardi di tonnellate di materia al secondo.

Il sistema Ztf J0440+2325 è formato da una nana rossa e una nana bruna, con l’ultima che orbita attorno alla prima ogni 87 minuti. La distanza tra i due corpi è così ridotta che l’orbita potrebbe essere contenuta all’interno del diametro del Sole. I ricercatori hanno utilizzato strumenti come Lris e Esi per determinare la natura dei due corpi, confermando che si tratta di un sistema binario in cui la stella sottrae materia lentamente alla compagna. Questo tipo di interazione, pur rara, potrebbe essere più comune del previsto. I ricercatori intendono ora cercare altri sistemi simili, sperando di scoprire ulteriori esempi di questa dinamica. «Credo che impareremo molto su un diverso modo in cui pianeti e nane brune interagiscono con le loro stelle ospiti», conclude Aaron Householder, ricercatore del MIT e coautore della pubblicazione.