VENTUNO DISCHI PROTOPLANETARI DI STELLE GIOVANISSIME

Là dove nascono i pianeti

Lo strumento Sphere del Very Large Telescope ha osservato il più grande campione di dischi protoplanetari mai preso in esame finora nelle lunghezze d’onde dell’infrarosso. I risultati sono stati ora pubblicati su Astronomy & Astrophysics. Abbiamo intervistato il primo autore dell’articolo, Antonio Garufi dell’Inaf di Arcetri

     16/01/2020
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Le ventuno stelle analizzate nello studio (cliccare per ingrandire). Crediti: Garufi et al., A&A, 2020

Ventuno stelle giovani con i relativi dischi protoplanetari. In media più giovani di tutte quelle studiate finora. Questo il campione preso in esame da uno studio – condotto da una collaborazione internazionale (soprattutto tra ricercatori svizzeri e cileni) e appena pubblicato su A&A – guidato da Antonio Garufi, ricercatore all’Inaf di Arcetri. Un campione piuttosto grande di dischi protoplanetari osservati nel vicino infrarosso con Sphere (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research). Installato presso il Very Large Telescope (Vlt) dell’Eso all’Osservatorio del Paranal in Cile, Sphere è in grado di compiere una rilevazione diretta di un pianeta (per questo motivo si parla di direct imaging) raccogliendone la luce e risolvendola rispetto alla stella. La detection di dischi protoplanetari con Sphere è stata estremamente proficua, rendendolo di fatto il miglior strumento al mondo per fare disk imaging nel visibile e vicino infrarosso.

Garufi, salernitano di nascita e bolognese di adozione ma con passioni “brasiliane” (calcio e samba i suoi interessi extrascientifici), nella sua carriera di astrofisico si è sempre occupato di imaging ad alta risoluzione di dischi protoplanetari. Lo abbiamo intervistato.

Perché è importante studiare i dischi protoplanetari?

«L’osservazione dei dischi formatisi intorno a stelle giovani implica osservare il momento in cui i pianeti nascono. Questi pianeti, per lo più ancora invisibili, lasciano la loro impronta sulla struttura del disco scolpendo cavità, buchi, anelli e spirali».

Che tecnica avete usato per le vostre osservazioni?

«Per osservare queste strutture abbiamo bisogno di lavorare nel visibile (dove la risoluzione con uno specchio a 8 metri è naturalmente buona) o usare Alma. Nel visibile e nell’infrarosso la stella centrale ci abbaglia. Per fare imaging delle sue zone circostanti, sfruttiamo questa tecnica – dual polarization imaging – che elimina tutto ciò che non è polarizzato e tiene nell’immagine ciò che lo è. La luce stellare non è polarizzata, mentre la luce riflessa dal disco protoplanetario lo è. Et voilà».

Antonio Garufi (Inaf – Osservatorio astrofisico di Arcetri), primo autore dello studio pubblicato su A&A

Quali sono i risultati principali di questo studio?

«In tre casi si vedono dei filamenti che, essendo giovanissimi, indicano che il disco è ancora in qualche modo in formazione per interazione con l’ambiente esterno. A differenza dei dischi più vecchi, le sotto-strutture di cui sopra paiono un po’ più elusive. Questo nonostante le sottostrutture si vedano con Alma negli stessi oggetti di questo studio. Questo succede perché Alma osserva nelle lunghezze d’onda dell’ordine del millimetro, e quindi è in grado di risolvere granelli di polvere più grandi, mentre con Sphere osserviamo grani microscopici che non hanno probabilmente ancora fatto in tempo a risentire dell’effetto gravitazionale del pianeta».

Cosa c’è di nuovo?

«Questi risultati dimostrano quanto lo strumento sia in grado di rivelarci nuovi oggetti ma anche di caratterizzare quelli già noti con una precisione mai raggiunta prima».

Come è stato selezionato il campione di stelle?

«Il campione è costituito da ventuno stelle situate in quattro regioni diverse del cielo. Su ventuno, solo di undici abbiamo osservato il disco protoplanetario, mentre gli altri dieci sono casi di non-detection. Spesso infatti i dischi protoplanetari sono molto più piccoli di quanto si pensasse (anche solo 5-10 volte la distanza Terra-Sole) e non riusciamo a osservarli».


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