Rappresentazione artistica di un disco protoplanetario attorno a una giovane stella. Crediti: Gemini Observatory/AURA /Lynette Cook
Le proprietà dei dischi circumstellari e la loro evoluzione hanno un ruolo centrale nel determinare le caratteristiche fisiche e chimiche dei futuri pianeti. I dischi vengono creati durante le primissime fasi di formazione di una stella ed evolvono in sistemi proto-planetari in un lasso di tempo di non più di un milione di anni. «Queste primissime fasi sono estremamente attive e caratterizzate da trasferimento di materia dal disco alla stella centrale con conseguente formazione di potenti getti di materia che aiutano a rimuovere il momento angolare del sistema» spiega Brunella Nisini dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Roma, coordinatrice del PRIN INAF che finanzia le ricerche del gruppo JEDI (JEts and Disks @ INAF). «Tali fenomeni sono strettamente collegati tra di loro ed hanno una influenza fondamentale sulla dispersione del gas dai dischi e sulla conseguente architettura e proprietà dei futuri sistemi planetari».
Il gruppo JEDI coordina osservazioni multi-banda dei diversi fenomeni che avvengono in queste fasi, attraverso facilities ad alta risoluzione spaziale e spettrale all’avanguardia, che includono strumenti del VLT e LBT nell’ ottico-infrarosso, e ALMA e Plateau de Bure Interferometer nel millimetrico e submillimetrico. «Grazie alla collaborazione JEDI abbiamo già creato un database unico di spettri ottico-IR ottenuti con lo spettrometro X-shooter del VLT in campioni di stelle giovani in diversi siti di formazione stellare» aggiunge Juan Alcalà, dell’INAF – Osservatorio di Capodimonte. «Questi dati permettono una caratterizzazione molto dettagliata dei processi di accrescimento e perdita di massa da disco in stelle in diverse fasi evolutive. Essi forniranno inoltre un fondamentale strumento per un utilizzo scientifico mirato della futura strumentazione dell’ E-ELT». Osservazioni con ALMA verranno effettuate sullo stesso campione nel prossimo futuro, permettendo per la prima volta uno studio sistematico delle proprietà sia dei dischi interni che esterni.
«Un importante aspetto delle nostre ricerche riguarda le osservazioni dei dischi e dei getti di materia nelle protostelle più giovani» spiega Claudio Codella dell’INAF – Osservatorio di Arcetri. Questi sistemi sono ancora immersi nelle nubi di polvere e gas in cui si sono formati e sono dunque osservabili solo a lunghezze d’ onda nel lontano infrarosso e submillimetrico. «Ricercatori del nostro gruppo sono stati tra i primi ad avere accesso ad osservazioni in queste sorgenti con ALMA , che grazie alla sua risoluzione spaziale e sensibilità senza precedenti è il solo strumento a permettere l’ accesso alle zone più interne delle protostelle (vedi figura in basso)».
Trittico che mostra come ALMA possa evidenziare, attraverso diversi traccianti molecolari, tutti
gli ingredienti per la ricetta di una stella nascente (Codella et al. 2014)
In un recente convegno svoltosi a Capodimonte si sono discussi i risultati ottenuti finora e i progetti per il futuro. I risultati del convengo sono stati appena pubblicati su Arxiv .
«Con diverse nuove campagne osservative X-shooter e ALMA già programmate per i prossimi mesi, il gruppo JEDI metterà in campo tutta la sua forza per risolvere le numerose questioni ancora aperte in questo campo», conclude Brunella Nisini.