ALMA OSSERVA I PROTOPIANETI DI HL TAURI

Radiografia di una giovane stella

Queste nuove osservazioni rivelano sottostrutture all'interno del disco di polvere che non sono mai state viste prima e mostrano anche le possibili posizioni dei pianeti che si formano nelle macchie scure all'interno del sistema. «E' un’immagine che suscita quasi emozione» è il commento di Isabella Pagano

Questa è l'immagine più nitida mai scattata da ALMA e mostra il disco protoplanetario che circonda la giovane stella HL Tauri. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Questa è l’immagine più nitida mai scattata da ALMA e mostra il disco protoplanetario che circonda la giovane stella HL Tauri. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Questa nuova immagine ottenuta da ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mostra dettagli straordinari e mai visti prima nel disco protoplanetario della giovane stella HL Tauri. Si tratta delle prime osservazioni realizzate da ALMA nella sua configurazione quasi finale e le immagini più nitide mai realizzate a lunghezze d’onda submillimetriche. I nuovi risultati rappresentano un enorme passo avanti nell’osservazione dello sviluppo dei dischi che portano alla formazione dei pianeti e nello studio di come si formano effettivamente i pianeti.

Dal settembre 2014 ALMA sta osservando l’Universo con le linee base (la distanza tra due antenne della schiera) finora più lunghe, con antenne separate da una distanza massima di 15 chilometri. Per le prime osservazioni di ALMA nella sua nuova e più potente modalità, i ricercatori hanno puntato le antenne verso questa giovane stella a circa 450 anni luce da noi, circondata da un disco di polvere. L’immagine risultante supera tutte le aspettative e svela particolari estremamente dettagliati nel disco di materia rimasto dopo la nascita della stella: è possibile osservare nell’immagine qui sopra una serie di brillanti anelli concentrici separati da discontinuità. Le strutture sono viste a una risoluzione pari a solo cinque volte la distanza tra la Terra e il Sole, vale a dire a una risoluzione angolare di 35 milliarcosecondi – meglio di quanto si ottenga di solito con il telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA.

«Queste caratteristiche risultano quasi sicuramente dalla presenza di giovani corpi planetari che si stanno formando nel disco. Ciò è sorprendente perché non ci si aspettava che queste giovani stelle avessero un grande numero di corpi planetari in grado di produrre le strutture che vediamo in questa immagine», ha commentato Stuartt Corder, vice direttore di ALMA.

«Quando abbiamo visto per la prima volta questa fotografia siamo rimasti sconcertati dal livello eccezionale del dettaglio. HL Tauri non ha più di un milione d’anni, eppure il disco appare pieno di pianeti in formazione. Questa immagine da sola rivoluzionerà le teorie di formazione dei pianeti», ha sottolineato Catherine Vlahakis, vice responsabile scientifico del progetto di ALMA e responsabile ccientifico per la Campagna “ALMA Long Baseline” (campagna delle linee base lunghe).

Il disco di HL Tauri è molto più sviluppato di quello che ci si aspetta data l’età del sistema. Così, l’immagine di ALMA suggerisce che il processo di formazione dei pianeti sia più veloce di quanto si pensasse finora. Le stelle giovani come HL Tauri nascono nelle nubi di gas e polveri sottile, in regioni che sono collassate sotto l’effetto della gravità, formando nuclei densi e caldi che a un certo punto si accendono per diventare giovani stelle. Queste a loro volta sono inizialmente avvolte dal rimanente gas e polvere, che prima o poi si adagia in un disco, noto come disco proto-planetario. A causa delle molte collisioni le particelle di polvere si attaccano l’una all’altra, crescendo in grumi fino alle dimensioni di granelli di sabbia o sassolini. In ultima analisi, si possono formare nel disco asteroidi, comete e anche pianeti. I giovani pianeti lacerano il disco e creano anelli, lacune e buchi come quelli visti nelle strutture ora osservate da ALMA. In luce visibile, HL Tauri è nascosta dentro a un guscio massiccio di polvere e gas. ALMA osserva a lunghezze d’onda molto maggiori che permettono di penetrare la nube e studiarne il centro.

Una tale risoluzione si può ottenere solo con le funzionalità delle linee di base più lunghe di ALMA e fornisce agli astronomi nuove informazioni che è impossibile raccogliere con altri strumenti – nemmeno con il telescopio spaziale Hubble. «La logistica e le infrastrutture necessarie per disporre le antenne in queste postazioni così lontane hanno richiesto uno sforzo collettivo e coordinato da parte di un’equipe internazionale di esperti, sia ingegneri che scienziati», ha detto il direttore di ALMA, Pierre Cox. «Queste linee di base lunghe rappresentano uno dei più importanti obiettivi di ALMA e segnano una straordinaria pietra miliare tecnologica, scientifica e ingegneristica».

A Media INAF Isabella Paganodell’INAF – Osservatorio Astrofisico di Catania ed esperta nella ricerca e studio degli esopianeti, ha commentato: «E’ un’immagine che suscita quasi emozione, perché vediamo in dettaglio un “sistema solare” con i pianeti appena formati che cominciano a ripulire lo spazio nel disco». «Stiamo decisamente passando – ha aggiunto la ricercatrice – dalla fase della scoperta di nuovi pianeti, alla fase di caratterizzazione delle proprietà architettoniche dei sistemi planetari e alla comprensione della loro evoluzione».

Lo studio dei dischi protoplanetari è fondamentale per comprendere come si sia formata la Terra nel Sistema Solare. Osservare i primi stadi della formazione planetaria intorno a HL Tauri potrebbe mostrarci come il nostro sistema planetario appariva più di quattro miliardi di anni fa, quando si è formato. «La maggior parte di quello che sappiamo oggi sulla formazione planetaria si basa su delle teorie. Immagini a questo livello di dettaglio finora provenivano da simulazioni al computer o da disegni artistici. Questa immagine ad alta risoluzione di HL Tauri dimostra che cosa può fare ALMA quando sfrutta la configurazione più ampia e dà inizio a una nuova era della nostra esplorazione della formazione di stelle e pianeti», conclude Tim de Zeeuw, direttore generale dell’ESO.

Il telescopio di NASA/ESA Hubble ha scattato questa suggestiva immagine del sistema stellare multiplo chiamato XZ Tauri, circondato dal sistema HL Tauri (osservato da ALMA) e da altre giovani stelle vicine. Da XZ Tauri parte una bolla calda di gas che si espande nello spazio circostante, denso di zone luminose che emettono forti venti e getti di materiale. Questi oggetti illuminano l'intera regione. Credit: ESA/Hubble and NASA Cortesia: Judy Schmidt

Il telescopio di NASA/ESA Hubble ha scattato questa suggestiva immagine del sistema stellare multiplo chiamato XZ Tauri, circondato dal sistema HL Tauri (osservato da ALMA) e da altre giovani stelle vicine. Da XZ Tauri parte una bolla calda di gas che si espande nello spazio circostante, denso di zone luminose che emettono forti venti e getti di materiale. Questi oggetti illuminano l’intera regione. Credit: ESA/Hubble and NASA
Cortesia: Judy Schmidt

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