SCOPERTO ATTORNO A UNA NANA BRUNA

Un disco inedito per ALMA

Non era mai stata osservata prima la presenza di un ammasso di polveri, che di solito circonda le stelle giovani, attorno a un oggetto celeste solo 60 volte più massiccio di Giove. La scoperta, realizzata da un team di scienziati a guida italiana e INAF, suggerisce che nell'universo i pianeti extrasolari rocciosi siano molto più numerosi del previsto.

Visione artistica del disco di gas e polveri che circonda una nana bruna. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser

Non è fatto di vinile come i vecchi ‘33 giri’ né di policarbonato e metallo come i più recenti compact disc, ma è destinato a scalare rapidamente la hit parade, quella delle scoperte astronomiche più significative del 2012. Il disco che è stato identificato da un team guidato da ricercatori italiani e dell’INAF è fatto di polveri con grani che raggiungono le dimensioni del millimetro e circonda una stella, o meglio una quasi stella: la nana bruna Rho-Oph 102, che si trova  in direzione della costellazione di Ofiuco. La scoperta è sorprendente perché gli astronomi non ritenevano possibile che un simile agglomerato di polveri di queste dimensioni potesse esistere attorno a un oggetto celeste così piccolo, in cui potrebbero formarsi successivamente pianeti di tipo roccioso. Potrebbe essere quindi necessario un ripensamento delle attuali teorie sulla formazione dei pianeti extrasolari rocciosi che, alla luce di questa scoperta, ottenuta grazie ai dati raccolti dal telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) sarebbero molto più numerosi di quanto finora ritenuto.

“Spiegare la presenza di un disco di polvere con queste caratteristiche attorno ad una stella così piccola è davvero difficile nel quadro della nostra attuale comprensione sulla formazione dei pianeti” dice Leonardo Testi, astronomo dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri attualmente in forza all’ESO, che con la sua collega Antonella Natta, sempre della struttura di ricerca fiorentina, ha partecipato alla scoperta, i cui risultati sono stati appena pubblicati on line in un articolo della rivista The Astrophysical Journal. “Un risultato che viene da lontano, frutto di una decennale attività di ricerca avviata dal personale dell’Osservatorio di Arcetri con le osservazioni del Telescopio Nazionale Galileo e del VLT. E grazie alle eccezionali doti di sensibilità che possiede ALMA siamo finalmente giunti a questa scoperta”.

L’oggetto celeste attorno al quale è stato scoperto il disco di polveri è la giovane nana bruna ISO-Oph 102, nota anche come Rho-Oph 102, che si trova nella regione di formazione stellare Rho Ophiuchi. Di massa circa 60 volte quella di Giove, ma solo 0,06 volte quella del Sole, la nana bruna è troppo piccola per innescare le reazioni termonucleari che producono la luce delle stelle ma emette tuttavia calore, che è generato dalla sua lenta contrazione gravitazionale, e brilla così di un colore rossastro, molto più debole di una stella normale.

Un obiettivo scientifico ideale per esaltare le qualità di ALMA, che raccoglie la luce di lunghezza d’onda intorno al millimetro, proprio quella emessa dal materiale del disco riscaldato dalla nana bruna. I grani del disco non emettono molta radiazione a lunghezze d’onda maggiori della propria dimensione, perciò si misura una brusca diminuzione di luminosità alle lunghezze d’onda più lunghe. ALMA è uno strumento perfettamente in grado osservare con precisione questa decrescita e misurare così le dimensioni dei grani. Gli astronomi hanno confrontato la luminosità del disco a lunghezze d’onda di 0,89 mm e 3,2 mm. Il calo di luminosità tra 0,89 mm e 3,2 mm non era così ripido come previsto, mostrando così che almeno alcuni dei grani hanno dimensione di un millimetro o più.

Il livello di dettaglio raggiunto dalle osservazioni di ALMA, molto migliore dei telescopi precedenti, ha permesso all’equipe anche di identificare la presenza di monossido di carbonio intorno alla nana bruna. Anche questo è un record, poiché è la prima volta in cui del gas molecolare freddo è stato rivelato in un disco di questo tipo. Questa scoperta, insieme a quella delle dimensioni dei grani di polvere, suggerisce che il disco sia molto più simile di quanto si sospettasse a quelli intorno alle stelle giovani.

Nonostante questi risultati di grande rilievo, ALMA non è ancora nel pieno delle sue potenzialità scientifiche, che raggiungerà nel prossimo anno, quando saranno operative tutte le 66 antenne che comporranno la sua configurazione definitiva. Nel prossimo futuro, una volta completato, ALMA sarà così potente da ottenere immagini dettagliate del disco di Rho-Oph 102 e di altri oggetti. “Saremo presto in grado non solo di rivelare la presenza di piccole particelle nei dischi, ma anche di costruire una mappa della loro distribuzione nel disco circumstellare e di spiegare come interagiscono con il gas da noi trovato nel disco. Questo ci aiuterà a comprendere meglio come si formano i pianeti” sottolinea Luca Ricci, astronomo italiano del California Institute of Technology, USA, che ha guidato la scoperta.

 

Per saperne di più:

  • il comunicato stampa INAF
  • il comunicato stampa ESO
  • l’articolo ALMA observations of rho-oph 102: grain growth and molecular gas in the disk around a young brown dwarf di Luca Ricci, Leonardo Testi, Antonella Natta, Alexander Scholz  e Itziar de Gregorio-Monsalvo pubblicato online sul sito web della rivista The Astrophysical Journal