Comunicato Stampa

La formazione dei pianeti proprio sotto i nostri occhi?

Gli astronomi potrebbero aver trovato il primo corpo celeste che sta ripulendo il proprio cammino all’interno del disco natale che circonda una giovane stella.

24 Febbraio 2011

Utilizzando il Very Large Telescope dell’ESO un’equipe di astronomi internazionali è stata in grado di studiare il disco di materia che ruota per breve tempo intorno a un stella giovane, nei primi stadi di formazione di un sistema planetario. Per la prima volta è stato osservato il compagno di una stella: questa potrebbe essere la causa dell’ampio intervallo osservato nel disco. Future osservazioni determineranno se questo compagno è un pianeta o un nana bruna.

I pianeti si formano a partire da dischi di materiale in orbita attorno a stelle giovani, ma la transizione tra il disco di polvere e il sistema planetario è rapida e pochi oggetti vengono osservati in questa fase [1] . Uno di questi e T Chamaleonti (T Cha), una debole stella della piccola costellazione australe del Camaleonte, simile al sole ma ancora molto giovane [2]. T Cha ha infatti solo circa 7 milioni di anni e si trova a circa 330 anni luce dalla Terra. Fino ad oggi in questi dischi di transizione non è stato osservato alcun pianeta, mentre ne sono stati visti in dischi ad uno stadio più avanzato. (eso0842, heic0821).

“Studi precedenti hanno mostrato come T Cha sia un obiettivo perfetto per studiare la formazione dei sistemi planetari”, dice Johan Olofsson (dell’Istituto per l’Astronomia del Max Planck di Heidelberg, Germania), uno degli autori principali dei due articoli apparsi sulla rivista Astronomy & Astrophysics che descrivono i nuovi risultati. “ma questa stella è lontana e serve tutto il potere dell’interferometria con il VLT (VLTI) per risolvere i dettagli e vedere cosa sta accadendo nel disco di polvere”.

Gli astronomi hanno osservato T Cha per la prima volta con lo strumento AMBER e l’interferometro del VLT (VLTI) [3]. Hanno scoperto che parte del materiale del disco si è raccolto in un sottile anello di polvere che si estende a soli 20 milioni di chilometri dalla stella. Al di là di questo disco interno, gli astronomi hanno osservato una regione senza polvere e poi la parte esterna del disco che, a partire da circa 1,1 miliardi di chilometri dalla stella, raggiunge anche zone molto lontane.

Nuria Huélamo (del Centro di Astrobiologia, ESAC, Spagna), prima autrice del secondo articolo, continua: “Per noi la discontinuità del disco intorno a TCha era un segnale evidente, e perciò ci siamo chiesti: ciò che vediamo potrebbe essere proprio un compagno che si sta scavando un solco all’interno del disco protoplanetario?”

In ogni caso, individuare un compagno così vicino ad una stella brillante è un compito davvero improbo e l’equipe ha dovuto inventare un modo nuovo e più potente di utilizzare lo strumento NACO del VLT, un modo definito SAM (sparse aperture masking) [4]. Dopo un’attenta analisi hanno trovato il chiaro segno della presenza di un oggetto all’interno della discontinuità del disco di polvere, a circa 1 miliardo di chilometri dalla stella – appena più in là della posizione di Giove nel nostro sistema solare e vicino al bordo esterno della discontinuità stessa. È la prima volta che un oggetto molto più piccolo di una stella viene scoperto all’interno di una lacuna nel disco planetario di una giovane stella. Il fatto suggerisce che il compagno non possa essere una stella normale [5] ma piuttosto una nana bruna [6] circondata da polvere o, cosa decisamente più interessante, un pianeta appena formato.

Huélamo conclude: “È un notevole risultato collettivo che combina due diversi strumenti di ultima generazione situati all’osservatorio Paranal dell’ESO. Nuove osservazioni ci permetteranno di scoprire ulteriori informazioni sia sul compagno che sul disco, oltre a farci capire che cosa alimenta il disco interno di polvere.

Note

[1] I dischi nello stato di transizione si riconoscono perchè emettono meno radiazione a lunghezze d’onda infrarosse. Questo potrebbe essere dovuto al fatto che la polvere nelle vicinanze della stella viene eliminata con la formazione di lacune. I pianeti appena formati potrebbero essere i responsabili di questi vuoti, anche se ci possono essere altre cause.

[2] T Cha è una stella T Tauri, cioè una stella molto giovane ancora nella fase di contrazione che la porterà sulla sequenza principale.

[3] Gli astronomi hanno usato lo strumento AMBER (Astronomical Multi-Beam combineR) e il VLTI per combinare la luce dai quattro telescopi da 8.2 metri del VLT e creare un telescopio “virtuale” di 130 metri di diametro.

[4] NACO (il nome completo è NAOS-CONICA) è uno strumento ad ottica adattiva installato al telescopio VLT dell’ESO. Grazie all’ottica adattiva gli astronomi possono correggere in gran parte gli effetti di sfocatura dovuti all’atmosfera e ottenere immagini molto nitide. Il gruppo ha usato NACO in modo innovativo, chiamato SAM (“sparse aperture masking) per trovare il compagno. Questo tipo di interferometro usa diverse parti dello stesso specchio (in questo caso lo specchio dell’unità numero 4, o VLT UT 4) come sorgenti di luce, invece che gli specchi di diversi telescopi come nel VLTI classico. Questa tecnica è particolarmente efficace per trovare oggetti molto deboli nelle vicinanze di oggetti brillanti. VLT/AMBER invece è più adatto per studiare la struttura del disco interno ed è meno senisbile alla presenza di un compagno distante.

[5] Gli astronomi hanno cercato un compagno utilizzando NACO in due diverse zone dello spettro: intorno ai 2,2 micron e intorno ai 3,8 micron. Il compagno è visibile solo alle lunghezze d’onda maggiori, il che significa che l’oggetto è freddo, come può essere un pianeta oppure una nana bruna avvolta nella polvere.

[6] Le nane brune sono oggetti di dimensione intermedia tra stelle e pianeti. Non hanno massa sufficiente per iniziare la fusione dell’idrogeno nel nucleo ma sono più grandi di un pianeta gigante come Giove.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è stata presentata in due lavori: Olofsson et al. 2011, “Warm dust resolved in the cold disk around TCha with VLTI/AMBER”, e Huélamo et al. 2011, “A companion candidate in the gap of the T Cha transitional disk”, che verranno pubblicati su Astronomy & Astrophysics.  

L'equipe è composta da J. Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Heidelberg, Germany), M. Benisty (MPIA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble [IPAG], France) C. Pinte (IPAG), F. Ménard (IPAG), E. Tatulli (IPAG), J.-P. Berger (ESO, Santiago, Chile), F. Malbet (IPAG), B. Merín (Herschel Science Centre, Madrid, Spain), E. F. van Dishoeck (Leiden University, Holland), S. Lacour (Observatoire de Paris, France), K. M. Pontoppidan (California Institute of Technology, USA), J.-L. Monin (IPAG), J. M. Brown (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany), G. A. Blake (California Institute of Technology), N. Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Spain), P. Tuthill (University of Sydney, Australia), M. Ireland (University of Sydney), A. Kraus (University of Hawaii) e G. Chauvin (Université Joseph Fourier, Grenoble, France).

L’ESO (European Southern Observatory) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l’osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L’ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L’ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L’ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d’avanguardia nella banda visibile. L’ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L’ESO al momento sta progettando l’European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), di 42 metri, che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”.

Links

• Articoli scientifici (Olofsson, J. et. al., Huélamo, N. et. al.)
• Immagini del VLT: http://www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/

Contatti

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Dr. Johan Olofsson
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Heidelberg, Germany
Tel.: +49 6221 528 353
E-mail: olofsson@mpia.de

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1106.