In quest’immagine a singola lunghezza d’onda, tratta dai dati di Alma, appare un’irregolarità nella distribuzione della materia del disco: è l’indizio della presenza di un pianeta, la cui probabile posizione è evidenziata dal pallino bianco. Crediti: Eso, Alma, (Eso/Naoj/Nrao); Pinte et al.
Il telescopio Alma (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) ha trasformato la nostra comprensione dei dischi protoplanetari – le fabbriche di pianeti, piene di gas e polvere, che circondano le stelle giovani. Gli anelli e le lacune di questi dischi forniscono prove circostanziali della presenza di protopianeti. Altri fenomeni, però, potrebbero spiegare queste stesse suggestive caratteristiche. Ma ora, usando una tecnica innovativa per la ricerca di pianeti che identifica motivi insoliti nel flusso di gas all’interno del disco protoplanetario intorno a stelle giovani, due gruppi di astronomi hanno confermato, indipendentemente, l’esistenza di segni inequivocabili della presenza di pianeti appena formati intorno a una stella appena nata.
«Misurare il flusso di gas all’interno di un disco protoplanetario ci dà molta più certezza che ci siano pianeti in orbita intorno a una stella giovane», spiega Christophe Pinte dell’Università Monash in Australia e dell’Institut de Planétologie et d’Astrophysique di Grenoble (Université de Grenoble-Alpes / Cnrs) in Francia, e primo autore di uno dei due articoli. «Questa tecnica offre una nuova, promettente direzione per capire come si formino i sistemi planetari».
Per compiere le loro scoperte, i due gruppi hanno analizzato le osservazioni Alma di Hd 163296, una giovane stella a circa 330 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Sagittario. La stella ha circa il doppio della massa del Sole ma ha solo 4 milioni di anni – un millesimo dell’età del Sole.
«Abbiamo esaminato il moto localizzato, su piccola scala, del gas nel disco protoplanetario della stella. È un approccio completamente nuovo che potrebbe farci scoprire alcuni dei pianeti più giovani della galassia, grazie alle immagini ad alta risoluzione prodotte da Alma», aggiunge Richard Teague, astronomo all’Università del Michigan e primo autore del secondo articolo.
Invece che focalizzarsi sulla polvere all’interno del disco, chiaramente rappresentata nelle precedenti osservazioni di Alma, gli astronomi hanno invece studiato il monossido di carbonio (CO) gassoso diffuso nel disco. Le molecole di CO emettono luce a una caratteristica lunghezza d’onda nella banda millimetrica che Alma può osservare in dettaglio. Sottili cambiamenti nella lunghezza d’onda di questa luce, dovuti all’effetto Doppler, svelano i moti del gas all’interno del disco.
L’equipe guidata da Teague ha identificato due pianeti a crica 12 e 21 miliardi di chilometri dalla stella. L’altra equipe, guidata da Pinte, ha indentificato un pianeta a circa 39 miliardi di chilometri dalla stella. Le due equipe hanno usato variazioni della stessa tecnica, cioè cercare anomalie nel flusso del gas evidenziate dallo spostamento della lunghezza d’onda dell’emissione del CO, che indica che il gas sta interagendo con un oggetto massiccio.
La tecnica usata da Teague, indentifcare variazioni medie nel flusso fino a pochi punti percentuali, ha rivelato l’impatto multiplo dei pianeti sul moto del gas vicino alla stella. La tecnica usata da Pinte, misurare direttamente il flusso del gas, è più adatta per studiare la zona più esterna del disco e ha permesso agli autori di localizzare il terzo pianeta, ma si può usare solo con deviazioni del flusso superiori a circa il 10 per cento.
In entrambi i casi, i ricercatori hanno identificato aree in cui il flusso del gas non è consistente con i dintorni – come i vortici intorno a una roccia nell’acqua di un fiume. Analizzando questo moto con attenzione, hanno potuto identificare l’influenza di corpi planetari di massa simile a quella di Giove.
La nuova tecnica permette agli astronomi di stimare la massa dei protopianeti in modo più preciso ed è meno soggetta a produrre falsi positivi. «Stiamo finalmente portando Alma alla ribalta della ricerca di pianeti», conclude il coautore Ted Bergin, dell’Università del Michigan.
Entrambi i gruppi continueranno a perfezionale il metodo e lo applicheranno ad altri dischi: sperano di capire meglio come si formino le atmosfere e quali elementi e molecole affidati a un pianeta alla sua nascita.
Fonte: comunicato stampa Eso
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo in uscita su ApJ Letters “Kinematic evidence for an embedded protoplanet in a circumstellar disc“, di C. Pinte, D.J. Price, F. Menard, G. Duchene, W.R.F. Dent, T. Hill, I. de Gregorio-Monsalvo, A. Hales, D. Mentiplay
- Leggi il preprint dell’articolo in uscita su ApJ Letters “A Kinematical Detection of Two Embedded Jupiter Mass Planets in HD 163296“, di Richard Teague, Jaehan Bae, Edwin Bergin, Tilman Birnstiel e Daniel Foreman-Mackey