Illustrazione artistica del sistema planetario Pds 70. Al centro, la stella Pds 70. A fianco, i due protopianeti che la orbitano, creando un gap all’interno del disco circumstellare dal quale sono nati. Crediti: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko
Puntando il telescopio Keck II del Keck Observatory di Maunakea, alle Hawaii, in direzione della costellazione del Centauro, un team di astronomi guidati dal Caltech ha immortalato una coppia di enormi esopianeti neonati in orbita attorno alla stella nana Pds 70. I risultati delle osservazioni, pubblicati su The Astronomical Journal, confermano la loro esistenza.
Quello di Pds 70 è il primo sistema multiplanetario conosciuto per il quale gli astronomi abbiano potuto assistere alla nascita di pianeti extrasolari. La stella madre del sistema, nota anche come V1032 Centauri, è una stella T Tauri di piccola massa situata a circa 370 anni luce dalla Terra nella costellazione del Centauro. La stella ha un disco protoplanetario contenente due baby esopianeti – Pds 70b e Pds 70c – immortalati per la prima volta attraverso imaging diretto dal Very Large Telescope dell’Eso.
La prima immagine diretta del neonato Pds 70b, un gigante gassoso con una massa otto volte quella di Giove, è stata ottenuta nel 2018, seguita, nel 2019, da più immagini prese a diverse lunghezze d’onda del fratello maggiore, Pds 70c, anch’esso un gigante gassoso con una massa dieci volte quella di Giove.
Tuttavia, spiega Jason Wang, astronomo del Caltech e autore principale dello studio, «quando i due protopianeti sono stati fotografati per la prima volta c’era un po’ di confusione. Gli embrioni del pianeta si formano da un disco di polvere e gas che circonda una stella appena nata. Questo materiale circumstellare si accumula sul protopianeta, creando una sorta di cortina fumogena che rende difficile distinguere in un’immagine il disco di polveri dal pianeta in via di svilluppo»
Per superare questo problema, Wang colleghi hanno sviluppato un metodo per riuscire a discriminare chiaramente i segnali provenienti dal disco circumstellare da quelli dei protopianeti.
L’immagine diretta dei due protopianeti Pds 70b e Pds 70c (indicati con le frecce bianche) catturata dal telescopio Keck II. Crediti: J. Wang, Caltech
«Sappiamo che, nell’immagine, la forma del disco dovrebbe essere un anello simmetrico attorno alla stella, mentre un pianeta dovrebbe essere un singolo punto», sottolinea Wang. «Quindi, anche se un pianeta sembra trovarsi in cima al disco, come nel caso di Pds 70c, in base alla nostra conoscenza di come appare il disco nell’immagine intera possiamo dedurre quanto luminoso esso dovrebbe essere nella posizione dove si trova il protopianeta. Rimuovendo il segnale del disco, tutto ciò che rimane è l’emissione del pianeta»
Utilizzando la Near-Infrared Camera (Nirc2) del telescopio Keck II, recentemente potenziato grazie all’installazione di un nuovo strumento per la correzione dell’ottica adattativa, il new Infrared Pyramid Wavefront Sensor (un sensore a infrarossi che misura le distorsioni della luce causate dall’atmosfera terrestre), il team ha scattato nuove immagini dirette dei due esopianeti in formazione, confermando la loro esistenza.
«La nuova tecnologia utilizzata nel nostro sensore ha notevolmente migliorato la nostra capacità di studiare esopianeti, in particolare quelli attorno a stelle di piccola massa in cui vi sia attività di formazione planetaria in corso», dice uno degli sviluppatori dello strumento, Sylvain Cetre, ingegnere al Keck Observatory. «Essa ci permetterà anche di migliorare la qualità della nostra correzione delle ottiche adattative per ottenere immagini di bersagli più difficili da catturare, come il centro della nostra galassia»
«Le immagini di Pds 70 catturate dal team di Jason sono state tra le prime prove della qualità scientifica prodotta dal sensore di fronte d’onda piramidale installato sul telescopio Keck», aggiunge la Charlotte Bond, che ha collaborato alla progettazione e installazione della tecnologia. «È emozionante vedere quanto sia preciso il nuovo sistema nella correzione della turbolenza atmosferica quando si osservano oggetti polverosi come le giovani stelle, dove ci si aspetta che i protopianeti risiedano. Ciò ha consentito una visione più chiara e nitida di questa versione appena nata del nostro Sistema solare». Non ci resta dunque che appendere due nastri azzurri alla porta.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astronomical Journal l’articolo “Keck/NIRC2 L‘-band Imaging of Jovian-mass Accreting Protoplanets around PDS 70” di Jason J. Wang et al.