Due immagini, scattate a un mese di distanza, della regione interna di un disco di formazione planetaria. Le immagini mostrano strutture in movimento inaspettate nel disco attorno alla stella giovane e massiccia chiamata V1295 Aquilae, e confermano le misteriose emissioni interne riportate in studi precedenti. Crediti: Michigan Astronomy
I dischi protoplanetari sono strutture composte da gas e polveri attorno a giovani stelle, all’interno delle quali i pianeti si formano ed evolvono. Lo studio di queste regioni è per gli astronomi di fondamentale importanza per comprendere i meccanismi di evoluzione del Sistema solare, che rimangono ancora in parte sconosciuti, come anche per indagare l’evoluzione dei sistemi diversi dal nostro, che portano alla formazione di esopianeti.
In una ricerca pubblicata la settimana scorsa su The Astrophysical Journal, un team di astronomi dell’Università del Michigan ha presentato la più dettagliata immagine mai ottenuta della regione interna di un disco protoplanetario. Si tratta di quello attorno a V1295 Aquilae, una giovanissima stella dall’età di soli 100mila anni – il Sole ne ha 4,5 miliardi – sei volte più massiccia del Sole e con una luminosità ben 900 volte maggiore. V1295 Aquilae è una Be di Herbig, una tipologia di stelle estremamente giovani, caratterizzate da una forte emissione di radiazione infrarossa, dovuta ai dischi di gas e polveri che le circondano, all’interno dei quali stanno nascendo i pianeti.
Per ottenere l’immagine in questione, il team di ricercatori si è avvalso del più grande interferometro ottico e infrarosso al mondo, il Center for High Angular Resolution Astronomy Array (Chara), costituito da sei telescopi da un metro, che consentono un potere risolutivo massimo equivalente a un singolo telescopio di 331 metri di diametro. Anche il Very Large Telescope Interferometer (Vlti) ha contribuito con alcune osservazioni di supporto. «Fino a poco tempo fa eravamo in grado di fotografare, utilizzando osservatori come Hubble, Alma, Keck o Vlt, solo i dischi esterni, ma il disco interno rimaneva un mistero» dice Noura Ibrahim, dottoranda in astronomia dell’Università del Michigan e prima autrice dell’articolo. «Per raggiungere il potere risolutivo necessario», continua Ibrahim, «l’unica tecnica che possiamo utilizzare è l’interferometria ottica. Essa funziona combinando la luce di più telescopi disposti a una certa distanza l’uno dall’altro».
Grazie a queste osservazioni è stato possibile rilevare alcune dinamiche che hanno posto nuovi interrogativi sui dischi protoplanetari. All’interno del disco di polvere, che riscaldata dalla stella centrale emette radiazione infrarossa, sono presenti brillanti strutture in movimento. Queste strutture sembrano ruotare – immagini A e B – di 27° in senso antiorario nell’arco di 32 giorni, il che corrisponderebbe a un periodo di rotazione più di due volte più lento di quello kepleriano. Questa incongruenza, spiegano i ricercatori nell’articolo, potrebbe essere causata da alcune dinamiche che hanno origine nella parte esterna del disco, oppure potrebbe essere un artefatto della strumentazione.
Noura Ibrahim. Crediti: University of Michigan
Un altro elemento che necessita ulteriori indagini è la radiazione emessa dal disco, che corrisponde a circa il 48% di quella totale, di cui il 15% proveniente dalla zona interna all’anello. La causa di questa emissione interna, già osservata in passato, non è ancora chiara. «I modelli precedenti delle emissioni del disco interno teorizzavano che la “cavità” tra il disco di polvere e la stella non fosse così buia», spiega Ibrahim. «Sappiamo già che in quella cavità c’è gas trasparente privo di polvere, che quindi non produrrebbe luce nell’infrarosso. A una certa temperatura il calore è troppo elevato perché la polvere possa resistere, quindi viene distrutta; perciò, in teoria, non dovremmo vedere alcuna emissione dal centro. Il fatto che invece si osservi luce proveniente dal centro solleva la domanda su cosa stia creando la regione opaca che emette luce».
Il team di ricercatori ha in programma di proseguire lo studio di questa stella e del suo disco protoplanetario. Analizzare ulteriormente la rotazione delle strutture nel disco, anche con l’aggiunta di nuovi dati, permetterà di ottenere stime migliori sulla rotazione e chiarire ulteriormente se sia o meno un artefatto.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “Imaging the Inner Astronomical Unit of the Herbig Be Star HD 190073” di Nour Ibrahim, John D. Monnier, Stefan Kraus, Jean-Baptiste Le Bouquin, Narsireddy Anugu, Fabien Baron, Theo Ten Brummelaar, Claire L. Davies, Jacob Ennis, Tyler Gardner, Aaron Labdon, Cyprien Lanthermann, Antoine Mérand, Evan Rich, Gail H. Schaefer, and Benjamin R. Setterholm