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11 Agosto 2020
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    Intorno alla giovane stella AB Aurigae si trova un denso disco di polvere e gas in cui gli astronomi hanno individuato una struttura a spirale prominente con un “nodo” che segna il luogo in cui si starebbe formando un pianeta. La struttura osservata potrebbe essere la prima prova diretta della nascita di un pianeta.

    Nell'immagine vediamo il disco di polveri che avvolge il sistema di AB Aurigae. Sulla destra il dettaglio centrale, nel riquadro rosso, dell'immagine di sinistra. Mostra la regione più interna del disco incluso un piccolo vortice giallo brillante, un "nodo", che indica il punto in cui il pianeta di sta formando. Il nodo e si trova distante dalla stella quanto Nettuno dal Sole. il cerchietto in blu indica proprio le dimensioni dell'orbita di Nettuno. Crediti: ESO/Boccaletti et al.

    Intorno alla giovane stella AB Aurigae si trova un denso disco di polvere e gas in cui gli astronomi hanno individuato una struttura a spirale prominente con un “nodo” che segna il luogo in cui si starebbe formando un pianeta. La struttura osservata potrebbe essere la prima prova diretta della nascita di un pianeta.

    «Migliaia di esopianeti sono stati identificati finora, ma non si sa ancora molto sul loro processo di formazione», spiega Anthony Boccaletti, dell’Osservatorio di Parigi, Università PSL, Francia, alla guida dello studio.

    Gli astronomi sanno che i pianeti nascono all’interno di dischi di polveri che circondano le stelle giovani, come AB Aurigae, a mano a mano che il gas freddo e la polvere si aggregano. Le nuove osservazioni effettuate con il VLT dell’ESO, pubblicate dalla rivista Astronomy & Astrophysics, forniscono indizi cruciali per aiutare gli scienziati a comprendere meglio questo processo.

    «È necessario osservare sistemi molto giovani per catturare davvero il momento in cui i pianeti si formano», continua Boccaletti. Ma finora gli astronomi non erano stati in grado di acquisire immagini sufficientemente nitide e profonde di questi giovani dischi per trovare l’indicazione che segna il punto in cui un piccolo pianeta potrebbe nascere.

    Il "nodo" del pianeta nascente nel cuore del sistema AB Aurigae ripreso grazie allo strumento Sphere montanto sul VLT dell'ESO. Crediti: ESO/Boccaletti et al.

    Le nuove immagini mostrano una straordinaria spirale di polvere e gas intorno a AB Aurigae, una stella a 520 anni luce dalla Terra nella costellazione dell’Auriga. Spirali di questo tipo segnalano la presenza di pianeti neonati, che “scalciano” il gas, creando «disturbi nel disco sotto forma di un’onda, un po’ come la scia di una barca su un lago», spiega Emmanuel Di Folco del Laboratorio Astrofisico di Bordeaux (LAB), Francia, che ha partecipato allo studio. Mentre il pianeta ruota intorno alla stella centrale, questa onda prende la forma di un braccio a spirale. La regione, ripresa nell’immagine di apertura, in cui si vede il “nodo” giallo e brillante vicino al centro di AB Aurigae, che si trova a una distanza dalla stella pari a circa quella di Nettuno dal Sole, è uno di questi siti di disturbo in cui il gruppo di lavoro ritiene si stia formando un pianeta.

    L'immagine del sistema ottenuta dalle osservazioni di Alma nel 2017. Nell'immagine vediamo in rosso il disco di polveri, e in blu i riccioli di gas, con un evidente gap che indica come il gas e le polveri si stiano raccogliendo nella formazione di un pianeta. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Tang et al.

    Le osservazioni del sistema AB Aurigae fatte alcuni anni fa con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), di cui ESO è un partner, hanno fornito i primi indizi sulla formazione del pianeta in corso intorno alla stella. Nelle immagini di ALMA, gli scienziati hanno individuato due bracci di gas a spirale vicino alla stella, all’interno della regione interna del disco. Quindi, nel 2019 e all’inizio del 2020, Boccaletti e un gruppo di astronomi provenienti da Francia, Taiwan, Stati Uniti d’America e Belgio si sono dedicati a catturarne un’immagine più chiara puntando verso la stella lo strumento SPHERE montato sul VLT.

    Le immagini di SPHERE sono le più profonde del sistema AB Aurigae ottenute fino a oggi.
    Grazie alla sua potenza, gli astronomi hanno potuto vedere la debole luce emessa dai piccoli granelli di polvere e l’emissione proveniente dal disco interno. Hanno potuto quindi confermare la presenza dei bracci a spirale rilevati per la prima volta da ALMA e hanno anche individuato un’altra caratteristica notevole, un “nodo”, che indica la presenza di formazione planetaria in corso nel disco.
    «Il ‘nodo’ è previsto secondo alcuni modelli teorici di formazione dei pianeti», afferma la coautrice Anne Dutrey, che lavora a LAB. «Corrisponde alla connessione di due spirali – una che si avvolge verso l’interno dell’orbita del pianeta, l’altra che si espande verso l’esterno – che si uniscono proprio alla posizione del pianeta. Consentono al gas e alla polvere del disco di accumularsi sul pianeta in formazione e farlo crescere».

    L’ESO sta ora costruendo l’ELT, il telescopio estremamente grande da 39 metri, che attingerà al lavoro all’avanguardia di ALMA e SPHERE per studiare mondi extrasolari. Come spiega Boccaletti, questo potente telescopio consentirà agli astronomi di ottenere vedute ancora più dettagliate dei pianeti mentre si formano, e conclude: «Dovremmo essere in grado di vedere direttamente e più precisamente come la dinamica del gas contribuisce alla formazione dei pianeti».

    Questo lavoro è stato presentato nell’articolo “Are we witnessing ongoing planet formation in AB Aurigae? A showcase of the SPHERE/ALMA synergy” pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202038008).



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    Coelum Astronomia di Maggio 2020
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