IMMAGINE DIRETTA DI UN DISCO CIRCUMPLANETARIO

Esoluna in arrivo: ecco la prima “ecografia”

Visto per la prima volta grazie ad Alma un disco che potrebbe dare origine a una o più lune intorno a un pianeta extrasolare. Si trova attorno alla stella Pds 70, a 400 anni luce da noi. Il disco ha circa lo stesso diametro della distanza tra Sole e Terra e una massa sufficiente per formare fino a tre satelliti delle dimensioni della Luna

     22/07/2021
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Utilizzando Alma – l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, di cui l’Eso (Osservatorio europeo australe) è partner – alcuni astronomi hanno rilevato inequivocabilmente per la prima volta la presenza di un disco intorno a un pianeta al di fuori del Sistema solare. Le osservazioni aiuteranno a comprendere meglio come si formano le lune e i pianeti nei giovani sistemi stellari.

«Il nostro lavoro mostra una chiara identificazione di un disco in cui potrebbero formarsi dei satelliti», dice Myriam Benisty, ricercatrice dell’Università di Grenoble, in Francia, e dell’Università del Cile, alla guida del nuovo studio pubblicato oggi su The Astrophysical Journal Letters. «Le nostre osservazioni con Alma sono state ottenute con una risoluzione così fine che abbiamo potuto identificare chiaramente che il disco è associato al pianeta e siamo in grado di definirne, per la prima volta, le dimensioni».

Quest’immagine, ottenuta con Alma, mostra un’inquadratura ampia (a sinistra) e ravvicinata (a destra) del disco con la luna in formazione che circonda Pds 70c, un giovane pianeta simile a Giove a quasi 400 anni luce da noi. La stella Pds 70 è quella al centro del pannello a sinistra, circondata dal suo disco circumstellare. Il pannello a destra mostra invece in dettaglio, al centro, il pianeta Pds 70c e il suo disco circumplanetario. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao)/Benisty et al.

Il disco in questione, detto disco circumplanetario, circonda l’esopianeta Pds 70c, uno dei due pianeti giganti – simili a Giove – in orbita intorno a una stella distante quasi 400 anni luce da noi. Gli astronomi avevano già trovato indizi di un disco in procinto di formare una luna intorno a questo esopianeta ma, poiché non potevano distinguere chiaramente il disco dall’ambiente circostante, non potevano confermarne l’esistenza. Fino a ora.

Inoltre, con l’aiuto di Alma, Benisty e il suo gruppo hanno scoperto che il disco ha circa lo stesso diametro della distanza tra Sole e Terra e una massa sufficiente per formare fino a tre satelliti delle dimensioni della Luna.

Ma questi risultati non sono solo la chiave per scoprire come vengono formate le lune. «Queste nuove osservazioni sono anche estremamente importanti per dimostrare alcune teorie sulla formazione dei pianeti che non potevano essere verificate fino d ora», spiega Jaehan Bae, ricercatore dell’Earth and Planets Laboratory del Carnegie Institution for Science (Usa) e tra gli autori dello studio.

I pianeti si formano in dischi pieni di polvere intorno a stelle giovani, e ne scavano cavità quando, per crescere, divorano materiale da questo disco circumstellare. In questo processo, un pianeta può acquisire il proprio disco circumplanetario, che contribuisce alla crescita del pianeta regolando la quantità di materiale che vi cade sopra. Inoltre, il gas e la polvere nel disco circumplanetario possono unirsi in corpi progressivamente più grandi attraverso molteplici collisioni, portando infine alla nascita delle lune.

Stefano Facchini, coautore dello studio su ApJL, si è laureato all’Università di Milano, ha preso il PhD a Cambridge e oggi è borsista Eso a Garching, in Germania. Crediti: Associazione Euresis/YouTube

Ma gli astronomi non comprendono ancora pienamente il dettaglio di questi processi. «In breve, non è ancora chiaro quando, dove e come si formano i pianeti e le lune», spiega Stefano Facchini, borsista dell’Eso, altro protagonista nella ricerca.

«Finora sono stati trovati più di 4000 esopianeti, ma tutti sono stati rilevati in sistemi evoluti. Pds 70b e Pds 70c, un sistema che ricorda la coppia Giove-Saturno, sono gli unici due esopianeti trovati finora ancora in fase di formazione», spiega Miriam Keppler, ricercatrice al Max Planck Institute for Astronomy in Germania e coautrice dello studio.

«Questo sistema ci offre quindi un’opportunità unica per osservare e studiare i processi di formazione di pianeti e satelliti», aggiunge Facchini.

Pds 70b e Pds 70c, i due pianeti che compongono il sistema, sono stati scoperti per la prima volta utilizzando il Vlt (Very Large Telescope) dell’Eso rispettivamente nel 2018 e nel 2019, e grazie alla loro natura unica sono stati osservati con altri telescopi e strumenti molte volte da allora. Le ultime osservazioni con Alma ad alta risoluzione hanno ora permesso agli astronomi di acquisire ulteriori informazioni sul sistema. Oltre a confermare il rilevamento del disco circumplanetario intorno a Pds 70c e studiarne le dimensioni e la massa, hanno scoperto che Pds 70b non mostra prove chiare di un disco simile, cosa che suggerisce che la polvere sia stata sottratta al suo ambiente natale da Pds 70c.

Fonte: comunicato stampa Eso

Per saperne di più:

  • Leggi su u The Astrophysical Journal Letters l’articolo “A Circumplanetary Disk Around PDS70 c”, di Myriam Benisty, Jaehan Bae, Stefano Facchini, Miriam Keppler, Richard Teague, Andrea Isella, Nicolas T. Kurtovic, Laura M. Perez, Anibal Sierra, Sean M. Andrews, John Carpenter, Ian Czekala, Carsten Dominik, Thomas Henning, rancois Menard, Paola Pinilla e Alice Zurlo

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