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La formazione di un sistema planetario

aprile 3, 2017 1:38 pm Category: Spazio, Zoom On A+ / A-

Il disco di polvere che circonda la giovane stella HD 169142 ripreso da ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) dell’ESO. Gli anelli vividi sono ampie strisce di polvere, separate da profondi spazi vuoti. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ Fedele et al.

Grazie alle dettagliate riprese del telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter-submillimeter Array) dell’ESO, un team internazionale di ricercatori guidati da Davide Fedele, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Firenze, ha individuato la traccia della presenza di due pianeti in formazione attorno alla giovane stella HD 169142, distante da noi circa 470 anni luce e situata in direzione della costellazione del Sagittario.  I due pianeti avrebbero masse paragonabili a quella del nostro Giove.

L’immagine ad alta risoluzione di ALMA mostra il disco di polveri attorno HD 169142 ottenuto dall’elaborazione dei deboli segnali emessi dai grani delle dimensioni del millimetro che lo costituiscono. Gli anelli brillanti indicano bande dense di polveri separati da netti vuoti. “Il sistema che abbiamo osservato con ALMA si trova attorno a una stella che ha una massa di circa 1,7 volte quella del Sole e un’età di appena 6 milioni di anni” dice Fedele, primo autore dell’articolo che descrive lo studio, pubblicato oggi online sul sito della rivista Astronomy&Astrophysics.

“ALMA ci ha permesso di derivare la distribuzione della polvere attorno a questa stella, che mostra una caratteristica struttura ad ‘anelli’: la polvere fredda è localizzata in due anelli principali, il primo tra 20 e 35 unità astronomiche e il secondo tra 56 e 83 unità astronomiche dalla stella centrale (una unità astronomica è la distanza che separa la Terra dal nostro Sole). Le zone intermedie di questo disco appaiono sostanzialmente prive di polvere”.

Strutture simili sono già state rilevate da ALMA attorno ad altre stelle e gli scienziati hanno avanzato varie proposte per spiegarle, come fenomeni di turbolenza innescati da instabilità magneto-rotazionail o fusioni di grani di polveri, ma la più accreditata è che quei netti vuoti siano stati prodotti da pianeti in formazione di grande taglia. Quando i sistemi planetari si iniziano a conformare, il gas e le polveri presenti attorno alle giovani stelle si vanno addensando a formare protopianeti. Questi oggetti celesti ‘ripuliscono’ le zone che attraversano con le loro orbite e al contempo confinano la rimanente polvere e gas in bande ben delimitate. Le zone vuote nell’immagine di ALMA del sistema attorno ad HD 169142 sono compatibili con la presenza di protopianeti, un fatto che è in accordo con altre indagini condotte nelle bande della luce visibile e dell’infrarosso sullo stesso sistema.

“Lo studio della polvere e del gas freddo che compongono i dischi protoplanetari è di fondamentale importanza per capire come nascono i pianeti” aggiunge Fedele.

“Oltre alla polvere, ALMA ci ha permesso di studiare la distribuzione del gas freddo tramite osservazioni di tre isotopi molecolari di monossido di carbonio (CO), che ci permettono di capire qual è l’origine degli anelli di polvere. Basandoci infatti sulle mappe di intensità del gas e sulle differenze con quelle della polvere, possiamo concludere che la struttura ad anelli è dovuta alla presenza di due protopianeti che orbitano alla distanza di circa 15 unità astronomiche e 50 unità astronomiche dalla stella. Per il pianeta interno abbiamo stimato una massa compresa tra 0,1 e una massa gioviana, mentre per il pianeta esterno la stima è tra una e dieci masse di Giove. ALMA ci ha dunque stupito di nuovo, rivelando un sistema planetario ancora in fase di gestazione”.

 

Lo studio viene pubblicato oggi online sul sito della rivista Astronomy&Astrophysics nell’articolo ALMA unveils rings and gaps in the protoplanetary system HD 169142: signatures of two giant protoplanets di D. Fedele, M. Carney, M. R. Hogerheijde, C. Walsh, A. Miotello, P. Klaassen, S. Bruderer, Th. Henning, E.F. van Dishoeck

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