Comunicato Stampa

Il VLTI rivela luce eso-zodiacale

Nuove difficoltà per ottenere immagini dirette di eso-Terre

03 Novembre 2014

Sfruttando tutta la potenza dell'Interferometro del VLT (VLTI), un'equipe internazionale di astronomi ha scoperto la luce eso-zodiacale vicino alla zona abitabile di nove stelle vicine. Questa è la luce stellare riflessa dalla polvere creata dalla collisione tra asteroidi e dall'evaporazione di comete. La presenza di queste grandi quantità di polvere nelle regioni interne degli ambienti che circondano alcune stelle potrebbe costituire un ostacolo alla possibilità futura di ottenere immagini dirette di pianeti simili alla Terra.

Usando l'Interferometro del VLT (VLTI) nella banda dell'infrarosso vicino [1], l'equipe di astronomi ha osservato 92 stelle vicine alla ricerca di luce eso-zodiacale proveniente dalla polvere calda vicino alla zone abitabile e ha combinato i nuovi dati con le osservazioni precedenti [2]. Luce eso-zodiacale brillante, sia essa creata dai grani incandescenti della polvere eso-zodiacale, oppure luce stellare riflessa da questi stessi grani, è stata osservata in nove di queste stelle.

Dai siti più bui e sereni sulla Terra, la luce zodiacale appare come un diffuso ma debole chiarore visibile di notte appena dopo la fine del crepuscolo, oppure appena prima dell'alba. È creata dalla luce solare riflessa da minuscole particelle e sembra estendersi fin dalle vicinanze del Sole. Questa luce riflessa non si osserva solo da Terra ma può essere vista da qualsiasi punto del Sistema Solare.

Il riverbero osservato in questo nuovo studio è una versione più estrema di questo stesso fenomeno. Mentre la luce eso-zodiacale - luce zodiacale intorno ad altri sistemi stellari - era già stata vista in precedenza, questa è la prima volta che si effettua un grande studio sistematico intorno alle stelle vicine.

A differenza delle osservazioni precedenti, l'equipe non ha osservato la polvere che andrà a formare i pianeti, ma polvere creata dalla collisione tra piccoli oggetti di pochi chilometri di diametro - oggetti detti planetesimi, simili agli asteroidi e alle comete del Sistema Solare. Polvere di questo tipo è anche all'origine della luce zodiacale nel Sistema Solare.

"Se vogliamo studiare l'evoluzione di pianeti come la Terra, vicino alla zona abitabile, dobbiamo osservare la polvere zodiacale in queste regioni intorno ad altre stelle", commenta Steve Ertel, dell'ESO e dell'Università di Grenoble in Francia, primo autore dell'articolo. "Rivelare e caratterizzare questo tipo di polvere intorno ad altre stelle è un modo per studiare l'architettura e l'evoluzione dei sistemi planetari".

Rivelare la debole emissione della polvere vicino all'abbagliante stella centrale richiede osservazioni ad alta risoluzione e constrasto elevato. L'interferometria - che combina la luce raccolta esattamente nello stesso momento da molti diversi telescopi - in luce infrarossa è, finora, l'unica tecnica che permetta di scoprire e studiare questo tipo di sistemi.

Usando la potenza del VLTI e spingendo lo strumento al limite in termini di precisione e di efficienza, l'equipe è stata in grado di ottenere un livello di prestazioni circa dieci volte migliore di tutti gli altri strumenti disponibili al mondo.

Per ogni stella l'equipe ha usato i telescopi ausiliari da 1,8 metri per far arrivare la luce al VLTI. Dove era presente una forte luce eso-zodiacale si è potuto risolvere l'intera estensione del disco di polvere e separare la sua debole luce da quella dominante della stella [3].

Analizzando le proprietà delle stelle circondate da un disco di polvere eso-zodiacale, l'equipe ha trovato che la maggior parte della polvere si trova intorno a stelle più vecchie. Il risultato è sorprendente e mette in dubbio alcune delle nostre idee sui sistemi planetari. La produzione di polvere causata dalla collisione dei planetesimi dovrebbe diminuire nel tempo, poichè il numero di planetesimi diminuisce a mano a mano che vengono distrutti.

Il campione di oggetti osservati comprendeva anche 14 stelle per cui è stata segnalata la detezione di eso-pianeti. Tutti questi pianeti si trovano nella stessa regione del sistema occupata dalla polvere che mostra luce eso-zodiacale. La presenza di luce eso-zodiacale nei sistemi con pianeti potrebbe creare un problema per ulteriori studi astronomici dei pianeti extra-solari.

L'emissione di luce ezo-zodiacale dalla polvere, anche a bassi livelli, rende molto più difficile individuare pianeti simili alla Terra con immagini dirette. La luce eso-zodiacale rivelata in questa survey è un fattore 1000 più brillante della luce zodiacale vista intorno al Sole. Il numero di stelle che mostrano luce zodiacale al livello del Sistema Solare è dunque probabilmente molto più alto del numero di stelle scoperte in questa survey. Le osservazioni rappresentano perciò solo il primo passo verso uno studio dettagliato della luce eso-zodiacale.

"L'alto tasso di detezione a questi livelli di luminosità suggerisce che ci si sia un grande numero di sistemi che contengono polvere meno brillante, non rivelabile con la nostra survey, ma sembre molto più brillante di quella del Sistema Solare", spiega Olivier Absil, dell'Università di Liegi, coautore dell'articolo. "La presenza di questa polvere in così tanti sistemi potrebbe perciò rivelarsi un ostacolo per le osservazioni future, che vogliano realizzare immagini dirette di esopianeti simili alla Terra".

Note

[1] L'equipe ha utilizzato lo strumento ospite VLTI PIONIER, che è in grado di connettere interferometricamente i quattro telescopi ausiliari o i quattro telescopi del VLT all'Osservatorio del Paranal. Ciò ha portato a non solo alla risoluzione estremamente elevata degli oggetti osservati ma anche permesso un'elevata efficienza osservativa.

[2] Le osservazioni precedenti sono state eseguite con l'array CHARA - un interferometro astronomico ottico gestito dal CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) dell'Università statale della Georgia, e il combinatore a fascio di fibre FLUOR.

[3] Come sottoprodotto, queste osservazioni hanno portato alla scoperta di nuovi, inaspettati compagni stellari in orbita attorno ad alcune delle stelle più massicce del campione. "Questi nuovi compagni suggeriscono che dovremmo rivedere la nostra attuale comprensione di quante di queste stelle sono in realtà doppie", afferma Lindsay Marion, autore principale di un altro articolo specifico per questo lavoro complementare che sfrutta gli stessi dati.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo “A near-infrared interferometric survey of debris-disc stars. IV. An unbiased sample of 92 southern stars observed in H-band with VLTI/PIONIER”, di S. Ertel et al., pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics. L'articolo aggiuntivo sulle stelle compagne trovate nella survey è "Searching for faint companions with VLTI/PIONIER. II. 92 main sequence stars from the Exozodi survey", di L. Marion et al., nello stesso numero della rivista.

L'equipe è composta da S. Ertel (Université Grenoble Alpes, Francia; ESO, Cile), O. Absil (University of Liège, Belgio), D. Defrère (University of Arizona, USA), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes), J.-C. Augereau (Université Grenoble Alpes), L. Marion (University of Liège), N. Blind (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germania), A. Bonsor (University of Bristol, Regno Unito), G. Bryden (California Institute of Technology, Pasadena, USA), J. Lebreton (California Institute of Technology), e J. Milli (Université Grenoble Alpes).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) 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 e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce 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), un telescopio da 39 metri che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

• Articolo scientifico sulla luce eso-zodiacale
• Articolo scientifico complementare sulle stelle compagne
• Annuncio sullo strumento PIONIER

Contatti

Steve Ertel
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1435.