Impressione artistica basata sulle immagini del telescopio spaziale Hubble dei dischi di gas e polvere attorno alla giovane stella Tw Hydrae, che mostrano ombre che attraversano i dischi del sistema. Crediti: Nasa, Aura/StScI for Esa, Leah Hustak (StScI)
Nel 2017, gli astronomi hanno riportato di aver scoperto un’ombra che attraversa il grande disco di gas e polvere attorno alla nana rossa Tw Hydrae. Ombra che non proviene da un pianeta, bensì da un disco interno leggermente inclinato rispetto a quello più esterno, molto più grande. Una spiegazione è che la gravità di un pianeta invisibile stia attirando polvere e gas nell’orbita inclinata del pianeta. Ora, dopo pochi anni, nei dati dell’archivio Mast di Hubble è emersa una seconda ombra che potrebbe provenire da un altro disco annidato all’interno del sistema.
Tw Hydrae ha meno di 10 milioni di anni e risiede a circa 200 anni luce di distanza, nella costellazione dell’Idra. Nella sua infanzia – circa 4,6 miliardi di anni fa – il Sistema solare forse era simile a questo sistema planetario. Poiché il sistema Tw Hydrae è orientato quasi frontalmente alla nostra linea di vista, è un obiettivo ottimale per osservare dall’alto un “cantiere planetario”.
La seconda ombra è stata scoperta nelle osservazioni ottenute il 6 giugno 2021, nell’ambito di un programma pluriennale progettato per tracciare le ombre nei dischi circumstellari. L’ipotesi più plausibile trovata dal team per spiegare le differenze evidenti nelle osservazioni delle due diverse epoche è che ci siano due dischi disallineati che proiettano ombre. Nella precedente osservazione erano così vicini l’uno all’altro che non sono stati notati ma nel corso del tempo si sono separati e le due ombre sono apparse chiaramente.
La spiegazione più semplice è che i dischi disallineati sono probabilmente causati dall’attrazione gravitazionale di due pianeti su piani orbitali leggermente diversi. Le osservazioni suggeriscono che i due pianeti siano abbastanza vicini l’uno all’altro. «Se uno si stesse muovendo molto più velocemente dell’altro, si sarebbe notato nelle osservazioni precedenti. È come due macchine da corsa che sono vicine l’una all’altra, ma una sorpassa lentamente l’altra», spiega John Debes di Aura/StScI, primo autore dell’articolo pubblicato su The Astrophysical Journal.
Due immagini del telescopio spaziale Hubble a confronto, prese a diversi anni di distanza, hanno evidenziato due ombre che si muovono in senso antiorario attraverso un disco di gas e polvere che circonda la giovane stella Tw Hydrae. L’immagine a sinistra, scattata nel 2016, mostra solo un’ombra [A] “a ore 11”, proiettata da un disco interno che è leggermente inclinato rispetto al disco esterno. L’immagine di destra, del 2021, mostra una seconda ombra “a ore 7” emersa da un altro disco [C]. Il disco interno che ha dato origine all’ombra del 2016 è qui contrassegnato con [B]. Le ombre ruotano attorno alla stella a velocità diverse, come le lancette di un orologio. Sono la prova di due pianeti invisibili che hanno attirato la polvere nelle loro orbite, leggermente inclinati l’uno rispetto all’altro. Le immagini sono riprese con lo Space Telescope Imaging Spectrograph. Crediti: Nasa, Esa, StScI, and John Debes (Aura/StScI for Esa), Joseph DePasquale (StScI)
Il disco esterno su cui cadono le ombre potrebbe estendersi fino a parecchie volte il raggio della fascia di Kuiper e presenta una curiosa lacuna a due volte la distanza media di Plutone dal Sole, che potrebbe essere la prova di un terzo pianeta nel sistema. Eventuali pianeti interni sarebbero difficili da rilevare perché la loro luce si perderebbe nel bagliore della stella. Inoltre, la polvere nel sistema oscurerebbe la loro luce riflessa.
L’osservatorio spaziale Gaia dell’Esa potrebbe essere in grado di misurare un’oscillazione della stella se venisse influenzata da pianeti di massa simile a quella di Giove, ma ciò richiederebbe anni, visti i lunghi periodi orbitali. I dati di Tw Hydrae provengono dallo Space Telescope Imaging Spectrograph di Hubble. Uno sguardo a infrarossi del James Webb Space Telescope potrebbe essere in grado di mostrare le ombre in modo più dettagliato.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “The Surprising Evolution of the Shadow on the TW Hya Disk” di John Debes, Rebecca Nealon, Richard Alexander, Alycia J. Weinberger, Schuyler Grace Wolff, Dean Hines, Joel Kastner, Hannah Jang-Condell, Christophe Pinte, Peter Plavchan e Laurent Pueyo