Per decenni, la visione più ampiamente accettata di come si è formato il nostro Sistema Solare è stata la Ipotesi nebulare . Secondo questa teoria, il Sole, i pianeti e tutti gli altri oggetti del Sistema Solare si sono formati da materiale nebuloso miliardi di anni fa. Questa polvere ha subito un collasso gravitazionale al centro, formando il nostro Sole, mentre il resto del materiale ha formato un anello di detriti circumstellari che si sono uniti per formare i pianeti.
Grazie allo sviluppo dei moderni telescopi, gli astronomi sono stati in grado di sondare altri sistemi stellari per verificare questa ipotesi. Sfortunatamente, nella maggior parte dei casi, gli astronomi sono stati in grado di osservare solo anelli di detriti attorno alle stelle con accenni di pianeti in formazione. Solo di recente un team di astronomi europei è riuscito a catturare un'immagine di un pianeta appena nato , dimostrando così che gli anelli di detriti sono davvero il luogo di nascita dei pianeti.
La ricerca del team è apparsa in due articoli che sono stati recentemente pubblicati inAstronomia e astrofisica,intitolato “ Scoperta di un compagno di massa planetaria all'interno del divario del disco di transizione intorno a PDS 70 ' e ' Caratterizzazione orbitale e atmosferica del pianeta all'interno del gap del disco di transizione PDS 70. ” Il team dietro entrambi gli studi includeva membri del Istituto Max Planck per l'astronomia (MPIA), oltre a numerosi osservatori e università.
Immagine nel vicino infrarosso del disco PDS70 ottenuta con lo strumento SPHERE. Credito: ESO/A. Müller, MPIA
Per motivi di studio, i team hanno selezionato PDS 70b, un pianeta scoperto a una distanza di 22 unità astronomiche (AU) dalla sua stella ospite e che si credeva fosse un corpo appena formato. Nel primo studio, condotto da Miriam Keppler del Max Planck Institute for Astronomy, il team ha indicato come ha studiato il disco protoplanetario attorno alla stella PDS 70.
PDS 70 è una stella T Tauri di piccola massa situata nella costellazione del Centauro, a circa 370 anni luce dalla Terra. Questo studio è stato eseguito utilizzando immagini d'archivio nella banda del vicino infrarosso scattate dal Strumento spettro-polarimetrico per la ricerca sugli esopianeti ad alto contrasto (SFERA) strumento sul Quelli Telescopio molto grande (VLT) e il Imager coronagrafico nel vicino infrarosso sul Telescopio Gemini Sud .
Utilizzando questi strumenti, il team ha effettuato il primo rilevamento affidabile di un giovane pianeta (PDS 70b) in orbita all'interno di uno spazio vuoto nel disco protoplanetario della sua stella e situato a circa tre miliardi di km (1,86 miliardi di miglia) dalla sua stella centrale, all'incirca la stessa distanza tra Urano. e il Sole. Nel secondo studio, condotto da Andre Muller (anche lui dell'MPIA), il team descrive come hanno utilizzato lo strumento SPHERE per misurare la luminosità del pianeta a diverse lunghezze d'onda.
Da ciò, sono stati in grado di determinare che PDS 70b è un gigante gassoso che ha circa nove masse di Giove e una temperatura superficiale di circa 1000 °C (1832 °F), il che lo rende un 'Super-Giove particolarmente caldo'. Il pianeta deve essere più giovane della sua stella ospite e probabilmente è ancora in crescita. I dati hanno anche indicato che il pianeta è circondato da nuvole che alterano la radiazione emessa dal nucleo planetario e dalla sua atmosfera.
Grazie agli strumenti avanzati utilizzati, il team è stato anche in grado di acquisire un'immagine del pianeta e del suo sistema. Come puoi vedere dall'immagine (postata in alto) e dal video qui sotto, il pianeta è visibile come un punto luminoso a destra del centro annerito dell'immagine. Questa regione oscura è dovuta a un corongrafo, che blocca la luce dalla stella in modo che il team possa rilevare il compagno molto più debole.
Come Miriam Keppler, una studentessa post-dottorato presso l'MPIA, ha spiegato in un recente comunicato stampa dell'ESO:
“Questi dischi attorno a giovani stelle sono i luoghi di nascita dei pianeti, ma finora solo una manciata di osservazioni ha rilevato in essi tracce di piccoli pianeti. Il problema è che fino ad ora, la maggior parte di questi pianeti candidati avrebbero potuto essere solo delle caratteristiche del disco'.
Oltre a individuare il giovane pianeta, i team di ricerca hanno anche notato che ha scolpito il disco protoplanetario in orbita attorno alla stella. In sostanza, l'orbita del pianeta ha tracciato un foro gigante al centro del disco dopo aver accumulato materiale da esso. Ciò significa che PDS 70 b si trova ancora nelle vicinanze del suo luogo di nascita, è probabile che stia ancora accumulando materiale e continuerà a crescere e cambiare.
Per decenni, gli astronomi sono stati consapevoli di queste lacune nel disco protoplanetario e hanno ipotizzato che fossero prodotte da un pianeta. Ora hanno finalmente le prove a sostegno di questa teoria. Come ha spiegato André Müller:
'I risultati di Keppler ci offrono una nuova finestra sulle prime fasi complesse e poco comprese dell'evoluzione planetaria.Avevamo bisogno di osservare un pianeta nel disco di una giovane stella per comprendere veramente i processi alla base della formazione del pianeta.'
Questi studi saranno un vantaggio per gli astronomi, specialmente quando si tratta di modelli teorici di formazione ed evoluzione dei pianeti. Determinando le proprietà atmosferiche e fisiche del pianeta, gli astronomi sono stati in grado di testare aspetti chiave dell'Ipotesi Nebulare. La scoperta di questo giovane pianeta avvolto dalla polvere non sarebbe stata se non fosse stato per le capacità dello strumento SPHERE dell'ESO.
Questo strumento studia esopianeti e dischi attorno a stelle vicine utilizzando una tecnica nota come imaging ad alto contrasto, ma si basa anche su strategie avanzate e tecniche di elaborazione dei dati. Oltre a bloccare la luce di una stella con un coronografo, SPHERE è in grado di filtrare i segnali di deboli compagni planetari intorno a giovani stelle luminose a più lunghezze d'onda ed epoche.
Come ha affermato il prof. Thomas Henning, direttore di MPIA, co-investigatore tedesco dello strumento SPHERE e autore senior dei due studi, in un recente MPIA comunicato stampa :
“Dopo dieci anni di sviluppo di nuovi potenti strumenti astronomici come SPHERE, questa scoperta ci mostra che siamo finalmente in grado di trovare e studiare i pianeti al momento della loro formazione. Questo è il compimento di un sogno a lungo accarezzato'.
Le future osservazioni di questo sistema consentiranno inoltre agli astronomi di testare altri aspetti dei modelli di formazione dei pianeti e di conoscere la storia antica dei sistemi planetari. Questi dati faranno anche molto per determinare come il nostro Sistema Solare si è formato ed evoluto durante la sua storia antica.
Ulteriori letture: QUELLO , MPIA , Astronomia e astrofisica , Astronomia e astrofisica (2)