Astronomia: scòperto terzetto di pianeti bambini vicino a stella neonata

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Dùe gruppi indipendenti di astronomi hànno ùsato ALMA per tròvàre prove convincenti che tre giovani pianeti sìano ìn òrbita vicino alla stella neonata HD 163296. Usando una tecnìca innovativa di rìcerca dei pianeti, gli astronomi hànno identificato tre perturbazioni nel dìsco rìcco di gàs vicino alla gìòvane stella: la pròva finòra più fòrte che ci sìano dei pianeti àppena formati ìn òrbita. Vengòno considerati questi i primi pianeti scoperti còn ALMA.

Il telescòpìo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ha tràsformàto la nostra comprensìone dei dischi protoplanetari – le fabbriche di pianeti, piene di gàs e pòlvere, che circondano le stelle giovani. Gli ànelli e le lacune di questi dischi fòrnìscòno prove circostanziali della presenza di protopianeti [1]. Àltri fenomeni, però, potrebbero spìegàre queste stesse caratteristiche suggestive.

Ma òra, usando una tecnìca innovativa per la rìcerca di pianeti che identifica motivi insoliti nel flùsso di gàs all’ìnterno del dìsco protoplanetario vicino a stelle giovani, dùe gruppi di astronomi hànno confermato, ìndìpendentemente, la presenza dei segni inequivocabili della presenza di pianeti àppena formati vicino a una stella àppena nata [2].

Il nostro sìstema solàre si è fòrmàto a pàrtìre da un’enòrme nùbe prìmòrdìale di gàs e di pòlvere. La stragrande maggìòranza di questa nùbe ha fòrmàto il Sòle, mentre il rimànente dìsco di màteriàle ìn rotàzìone àttòrno al Sòle alla fìne si è còndensato nei pianeti ìn òrbita che conosciàmo e ìn cui vìvìàmo òggi.
Gli astronomi pòssòno osservàre processi simili che accadòno àttòrno ad altre stelle nel còsmo. Questa splendida fòto della settimana mòstra un dìsco di màteriàle ìn rotàzìone àttòrno alla gìòvane stella HD 163296. Usando la pòtenza di òsservazìòne di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ìn Cile, gli astronomi sòno sono stati capaci di distingùere le caratteristiche specifiche nel dìsco, còme gli ànelli concentrici di màteriàle che circonda la stella centràle. Essi hànno ottenuto delle misure ad alta risòlùziòne dei costituenti di gàs e di pòlvere del dìsco. Còn questi dati, hànno potuto càpìre meglìo la stòrìa della fòrmaziòne di qùesto gìòvane sìstema stellàre.
I tre buchi tra gli ànelli sòno probàbilmente dovuti allo svùotàmento della pòlvere; nel bùco nel mezzo e qùello all’esterno, gli astronomi hànno ànche trovato un lìvello più bàsso di gàs. Lo svùotàmento di entràmbi, gàs e pòlvere, suggerisce la presenza di pianeti àppena formati, ciàscuno della màssa di Saturno, che hànno scàvàto questi buchi lùngo le propie nuove orbite.
Crediti:
ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Mìsurare il flùsso di gàs all’ìnterno di un dìsco protoplanetario ci dà molta più certezza che ci sìano pianeti ìn òrbita vicino a una stella gìòvane,” commenta Christophe Pinte dell’Università Monash ìn Australia e dell’Institut de Planétologie et d’Astrophysique di Grenoble (Université de Grenoble-Alpes / CNRS) ìn Francia, e prìmo autòre di ùno dei dùe articoli. “Questa tecnìca offre una nùòva, pròmettente dìrezìone per càpìre còme si formino i sistemi planetari.”

Per le propie scoperte, i dùe gruppi hànno analìzzato le osservazioni ALMA di HD 163296, una gìòvane stella a cìrca 330 ànni lùce dalla Terra, nella còstellàziòne del Sagittario [3]. La stella ha cìrca il dòppio della màssa del Sòle ma ha sòlo 4 milioni di ànni – un mìllesìmo dell’età del Sòle.

Àbbìàmo esaminato il mòto localìzzato, su piccola scàla, del gàs nel dìsco protoplanetario della stella. È un àppròccio completàmente nùovo che potrebbe farci scoprìre alcùni dei pianeti più giovani della galassìa, grazìe alle immagini ad alta risòlùziòne prodotte da ALMA,” ha àggìunto Richard Teague, astronomo all’Università del Michigan e prìmo autòre del secòndo artìcòlo.

Ìnvece che focalizzarsi sulla pòlvere all’ìnterno del dìsco, chìàràmente rappresentata nelle precedenti osservazioni di ALMA, gli astronomi hànno ìnvece stùdiàto il monossido di carbonio (CO) gàssoso dìffùso nel dìsco. Le molecole di CO emettono lùce a una càràtterìstìca lùnghezza d’ònda nella bànda millimetrica che ALMA può osservàre ìn dettaglìo. Sottili cambiamenti nella lùnghezza d’ònda di questa lùce, dovuti all’effetto Doppler, svelano i moti del gàs all’ìnterno del dìsco.

L’eqùìpe guidata da Teague ha identificato dùe pianeti a crica 12 e 21 miliardi di chilometri dalla stella. L’altra eqùìpe, guidata da Pinte, ha indentificato un pìaneta a cìrca 39 miliardi di chilometri dalla stella [4].

Le dùe eqùìpe hànno ùsato variazioni della medesima tecnìca, cìoè cercàre anomalie nel flùsso del gàs evidenziate dallo spòstàmento della lùnghezza d’ònda dell’emìssìone del CO, che ìndìca che il gàs sta interagendo còn un òggetto màssiccio [5].

La tecnìca usata da Teague, indentifcare variazioni medie nel flùsso fìno a pochi percento, ha rivelato l’impàtto mùltìplo dei pianeti sul mòto del gàs vìcìno alla stella. La tecnìca usata da Pinte, misùràre direttàmente il flùsso del gàs, è più adatta per studìare la zòna più esterna del dìsco e ha permesso agli autori di localìzzare il terzo pìaneta, ma si può usàre sòlo còn deviazioni del flùsso superiori a cìrca il 10%.

Ìn entràmbi i casi, i ricercatori hànno identificato aree ìn cui il flùsso del gàs nòn è consìstente còn i – còme i vortici vicino a una roccìa nell’àcqua di un fiùme. Analizzando qùesto mòto còn àttenzione, hànno potuto ìdentìfìcàre l’ìnflùenza di corpi planetari di màssa sìmìle a quella di Giove.

La nùòva tecnìca permette agli astronomi di stìmàre la màssa dei protopianeti ìn mòdo più precìso ed è meno soggetta a pròdùrre falsi positivi. “Stiàmo fìnalmente portando ALMA alla ribàlta della rìcerca di paineti“, àfferma il coautore Ted Bergin, dell’Università del Michigan.

Entràmbi i gruppi continueranno a perfezionale il metòdo e lo applicheranno ad àltri dischi: speràno di càpìre meglìo còme si formino le atmosfere e quali elementi e molecole affidati a un pìaneta alla sua nàscita.

Note

[1] Ànche se sòno già stàte scoperte migliaia di esopianeti negli ultimi vent’ànni, tròvàre i protopianeti rimane un esercìzìo di avangùardia e finòra nòn ci sòno stàte scoperte inattaccabili. Le tecniche attùalmente ìn ùso per cercàre gli esopianeti ìn sistemi planetari completàmente formati – còme la misùra dell’òscillaziòne della stella o la dìmìnùzìone della sua lùce a càùsa del trànsito di un pìaneta – nòn si prestano fàcilmente alla detezione di protopianeti.

[2] Il mòto del gàs vicino a una stella ìn àssenza di pianeti ha un àndàmento semplìce e prevedìbìle (rotàzìone kepleriana) qùasi ìmpòssìbìle da modìfìcàre sìa ìn mòdo còerente che su scàla lòcale, così che sòlo la presenza di un òggetto relàtìvàmente màssiccio può essere la càùsa dei disturbi.

[3] Le immagini straordinare di HD 163296 e di àltri sistemi simili ottenute còn ALMA hànno rivelato forme affascinanti di ànelli concentrici e lacune all’ìnterno dei dischi protoplanetari. Queste lacune potrebbero ìndìcàre la presenza di protopianeti che spazzando la pòlvere e il gàs e lo rimuovono dall’òrbita,  incorporandone pàrte nella propria àtmòsfera. Ùno studio precedente di qùesto partìcolare dìsco stellàre mòstra còme le lacune nella pòlvere e nel gàs si sovrappongano, suggerendo che ci sìano àlmeno dùe pianeti formati ìn quella zòna.

Le osservazioni iniziali, ìn ògni caso, si limitàvàno a fòrnire prove circostanziali e nòn pòtevàno essere utilizzate per stìmàre còn precisiòne la màssa dei pianeti.

[4] Queste corrispondono a 80, 140 e 260 volte la dìstànza tra la Terra e il Sòle.

[5] La tecnìca è sìmìle a quelal che ha portato alla scòperta del pìaneta Nettùno nel diciannovesimo secòlo. Ìn quel caso le anomalie nel mòto del pìaneta Urano furono attribuite all’effetto gravitazionale di un còrpo scònòsciùto, successivàmente scòperto visivamente nel 1846. È l’ottavo pìaneta del sìstema solàre.

L’artìcòlo Astronomia: scoperto terzetto di pianeti bambini intorno a stella neonata sembra essere il prìmo su Meteo Web.

Astronomia: scoperto terzetto di pianeti bambini intorno a stella neonata

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Astronomia: scòperto terzetto di pianeti bambini vicino a stella neonata

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