Capotauro, presunta galassia più lontana vista da Webb, è una nana bruna della Via Lattea

Capotauro, il debole puntino rosso che le immagini del telescopio spaziale James Webb avevano inizialmente indicato come la galassia più distante mai osservata, si è mosso. In tre anni e mezzo ha percorso una minuscola distanza nel cielo, e nessun oggetto situato a miliardi di anni luce può fare altrettanto.

Il movimento chiude un dibattito durato oltre un anno. Capotauro è una nana bruna, una stella mancata troppo piccola per bruciare idrogeno, alla deriva nella nostra Via Lattea a una temperatura grosso modo pari a quella di una tazza di tè appena preparata. Anziché riscrivere la storia delle prime galassie, diventa uno degli oggetti più freddi e più lontani della sua categoria mai identificati.

Il risultato arriva da un gruppo guidato da Fengyuan Liu e Derek McLeod dell’Institute for Astronomy dell’Università di Edimburgo, ed è ora pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. I ricercatori hanno misurato uno spostamento di 132 milliarcosecondi, con un margine di 20, che esclude una galassia, un buco nero attivo o una supernova con una significatività superiore a sei sigma. Di norma, i fisici richiedono cinque sigma per rivendicare una scoperta.

La posta in gioco era alta. Se Capotauro fosse stata una galassia, la sua luce l’avrebbe lasciata circa 90 milioni di anni dopo il Big Bang, quasi 200 milioni di anni prima di MoM-z14, la galassia più lontana confermata tramite spettro. Appariva inoltre troppo luminosa per un oggetto tanto primordiale. «Se è una galassia con redshift 32, molte delle cose che abbiamo pensato finora sarebbero sbagliate», aveva dichiarato Nicha Leethochawalit del National Astronomical Research Institute of Thailand quando la candidata era stata annunciata.

Come uno spostamento largo quanto un capello ha risolto il caso

Le galassie lontane restano fisse nello stesso punto del cielo per un tempo molto più lungo di una vita umana. Stelle e nane brune all’interno della Via Lattea orbitano attorno alla galassia alle loro velocità, e così nell’arco di pochi anni avanzano lentamente rispetto allo sfondo. Questa deriva, chiamata moto proprio, è il modo più netto per distinguere una vicina da un gigante cosmico.

Il gruppo ha confrontato le immagini della scoperta nell’indagine CEERS con nuove immagini acquisite tre anni e mezzo più tardi da due programmi Webb, MINERVA e SPAM. Entrambi hanno usato filtri all’estremità delle lunghezze d’onda maggiori della camera NIRCam di Webb, dove Capotauro è più luminosa. I ricercatori hanno ancorato la sua posizione a 68 sorgenti di fondo compatte e condotto 50.000 prove, comprese sorgenti artificiali inserite nelle immagini, per capire di quanto una misura come la loro avrebbe potuto oscillare per caso.

Lo spostamento rilevato, 132 milliarcosecondi, equivale alla larghezza di un capello umano osservato da oltre 100 metri di distanza. Una parte dello spostamento apparente può derivare dalla parallasse, la piccola oscillazione annuale causata dalla Terra che orbita attorno al Sole, ma in questo caso spiega soltanto circa 3 milliarcosecondi e punta in una direzione diversa. Quasi tutto il movimento è moto reale nello spazio, pari a circa 38 milliarcosecondi l’anno.

Uno spettro non avrebbe potuto risolvere la questione: il debole spettro NIRSpec di Webb era compatibile con entrambe le interpretazioni, e Capotauro è troppo fioca per ottenerne uno migliore. Il gruppo ha quindi trasformato la chimica in geometria. Una galassia al limite del tempo non può muoversi. Una nana bruna vicina deve farlo.

Perché una stella mancata può sembrare una galassia appena nata

Gli astronomi individuano le galassie più antiche con un espediente chiamato metodo del dropout. L’universo in espansione stiracchia la luce e il gas di idrogeno tra le galassie assorbe tutto ciò che è più blu di una certa lunghezza d’onda; perciò una galassia molto lontana scompare nei filtri più corti di Webb e riappare soltanto in quelli più rossi. Capotauro mostrava esattamente questo schema, con un calo di circa tre magnitudini, e i colori indicavano un redshift di circa 32.

Le nane brune più fredde, note come nane Y, possono simulare la stessa firma. Acqua, metano e ammoniaca nelle loro atmosfere assorbono quasi tutta la loro luce alle lunghezze d’onda infrarosse più corte, mentre il loro bagliore aumenta bruscamente tra 4 e 5 micron. Osservate attraverso una manciata di filtri a banda larga, una debole nana Y e una galassia impossibilmente precoce possono sembrare identiche.

La trappola è nota da tempo. Le nane brune fredde si erano già spacciate per galassie a redshift compresi fra 5 e 7 nell’era di Hubble; ora gli impostori sono nane Y ancora più fredde, spesso assenti dalle librerie di modelli usate dagli astronomi. Altre due candidate oltre redshift 30, vicino al Bullet Cluster, si sono rivelate nane Y quando una seconda serie di immagini di Webb le ha sorprese in movimento.

Giovanni Gandolfi dell’Università di Padova, che ha guidato il gruppo che ha segnalato l’oggetto, aveva definito Capotauro una possibile «galassia più lontana mai osservata», ma aveva anche elencato fra le alternative una nana bruna fredda o un pianeta errante. Un’analisi del gruppo JADES aveva già concluso che i suoi colori erano compatibili con una nana Y a circa 350 kelvin.

Che cos’è realmente Capotauro

Le nuove misure indicano una nana bruna di tipo spettrale Y1, a circa 350 kelvin, ovvero 77 gradi Celsius. Emette approssimativamente un cinquemilionesimo dell’energia del Sole e si trova a circa 730 parsec di distanza, quasi 2.400 anni luce, con un’incertezza di circa 360 anni luce.

Questo la rende un caso anomalo: la maggior parte delle nane Y conosciute si trova entro qualche decina di anni luce dal Sole, e WISE 0855, la nana bruna più fredda conosciuta, è a 7,4 anni luce di distanza. Soltanto un’indagine profonda progettata per cercare galassie primordiali poteva rilevare un oggetto tanto debole e lontano.

Spicca anche la sua velocità: circa 132 chilometri al secondo di moto trasversale, approssimativamente 475.000 chilometri all’ora. Una simulazione della Via Lattea lungo quella linea di vista ha riscontrato velocità simili soltanto nello 0,4% delle stelle del disco sottile, ma nell’8% di quelle del disco spesso, una popolazione più antica con un’età compresa fra 10 e 12 miliardi di anni; Capotauro potrebbe dunque essere un oggetto antico. Le nane Y pesano in genere da 3 a 25 volte Giove e hanno temperature simili a quelle degli esopianeti giganti più freddi fotografati finora.

Ciò che la misura non risolve

La distanza deriva dal confronto fra i colori di Capotauro e i modelli di nane brune conosciute, non da una parallasse geometrica diretta. I modelli disponibili si fermano al tipo Y1, perciò il gruppo non può escludere un oggetto ancora più freddo. Se Capotauro è più fredda e più debole di quanto ipotizzato, è anche più vicina: ciò ne ridurrebbe la velocità e la renderebbe un membro ordinario del disco sottile.

La sua massa è sconosciuta, così come gran parte della sua composizione chimica. Capotauro è stata rilevata soltanto fra circa 4 e 5 micron ed è troppo debole per osservazioni di approfondimento pratiche con gli spettrografi di Webb; il gruppo prevede quindi che serva soprattutto come sonda statistica delle nane brune lontane.

Un altro gruppo aveva proposto che Capotauro fosse una supernova da instabilità di coppia, l’esplosione di una gigantesca stella primordiale, a un redshift vicino a 15, citando un apparente aumento di luminosità di circa il 23%. Il gruppo di Edimburgo non ha riscontrato variazioni significative fra le due serie di immagini, anche se non si può escludere una variazione fino al 10%, comune nelle nane brune. I ricercatori sostengono che le misure originali della luminosità fossero probabilmente troppo alte di circa il 50% a causa di un’apertura di misura sovradimensionata. Un oggetto in movimento esclude inoltre la supernova.

Il risultato non annulla tutte le rivendicazioni di galassie oltre l’attuale record. Stabilisce una regola per verificarle: le candidate a redshift vicini a 30 dovrebbero essere controllate rispetto a modelli di nane brune fredde, e le loro posizioni confrontate ogni volta che esistano immagini di più di un’epoca.

Domande comuni su Capotauro

Che cos’è Capotauro?

Capotauro è una debole sorgente infrarossa nelle immagini del telescopio spaziale James Webb del campo dell’indagine CEERS, proposta inizialmente come galassia a redshift 32, circa 90 milioni di anni dopo il Big Bang. Il moto proprio mostra ora che è una nana bruna fredda all’interno della Via Lattea. I suoi scopritori dell’Università di Padova l’hanno chiamata così dal nome antico del Corno alle Scale, una cima dell’Appennino italiano.

Che cos’è una nana Y?

Una nana Y è la classe più fredda di nana bruna, un oggetto più pesante di un pianeta ma troppo leggero per fondere idrogeno come una stella. Le nane Y sono più fredde di circa 500 kelvin, alcune vicine alla temperatura ambiente, e acqua, metano e ammoniaca nelle loro atmosfere assorbono gran parte della loro luce.

Come distinguono gli astronomi una nana bruna da una galassia lontana?

I soli colori possono trarre in inganno, perché una nana bruna fredda imita il calo di luce usato per trovare le galassie primordiali. Il test più netto consiste nel riprendere l’oggetto di nuovo anni dopo: una galassia lontana resta fissa, mentre una nana bruna all’interno della Via Lattea si sposta.

Qual è la galassia più lontana confermata finora?

La galassia più lontana confermata con uno spettro è MoM-z14, osservata circa 280 milioni di anni dopo il Big Bang. Diverse candidate basate soltanto sui colori rivendicano epoche precedenti, e Capotauro era una delle più estreme.

Le immagini della scoperta sono state acquisite nel dicembre 2022, mentre la seconda serie è arrivata dalle osservazioni di Webb tra la metà e la fine di giugno 2026. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ha pubblicato l’analisi il 28 ottobre 2026. Il prossimo passo indicato dai ricercatori è una terza serie di immagini programmata per misurare la parallasse di Capotauro, che trasformerebbe la sua distanza stimata in una distanza misurata, insieme a indagini Webb più ampie per individuare cugine più luminose e più facili da studiare.

Riferimento: Liu et al., “A clear detection of proper motion confirms that the claimed z ≃ 32 galaxy candidate, ‘Capotauro’, is a Y-type brown dwarf,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026. DOI: 10.1093/mnras/stag2055

Tag: astronomia, James Webb Space Telescope, nane brune, Via Lattea, Capotauro, CEERS