Un team di astronomi, con tre nuovi articoli pubblicati recentemente su Astronomy & Astrophysics, ha gettato nuova luce sull’affascinante e complesso processo di formazione dei pianeti. Le straordinarie immagini, catturate utilizzando il Very Large Telescope (Vlt) dell’Osservatorio Europeo Australe (Eso) in Cile, rappresentano una delle più grandi indagini mai effettuate sui dischi di formazione dei pianeti. La ricerca riunisce le osservazioni di oltre 80 giovani stelle che potrebbero avere pianeti in formazione attorno a loro, fornendo agli astronomi una ricchezza di dati e approfondimenti unici su come nascono i pianeti in diverse regioni della Via Lattea.
Guardare dentro i dischi di gas e polvere
“Si tratta davvero di un cambiamento nel nostro campo di studio”, afferma Christian Ginski, docente presso l’Università di Galway, in Irlanda, e autore principale di una delle tre ricerche. “Siamo passati dallo studio intenso dei singoli sistemi stellari a questa vasta panoramica di intere regioni di formazione stellare”.
Ad oggi sono stati scoperti più di 5400 pianeti orbitanti attorno a stelle diverse dal Sole, spesso all’interno di sistemi planetari nettamente diversi dal nostro Sistema solare. Per capire dove e come nasce questa diversità, gli astronomi devono osservare i dischi ricchi di polvere e gas che avvolgono le giovani stelle, che sono poi le medesime “culle” da cui trarranno origine i pianeti.
Proprio come i sistemi planetari maturi, le nuove immagini mostrano la straordinaria diversità dei dischi che formano i pianeti. “Alcuni di questi dischi mostrano enormi bracci a spirale, presumibilmente guidati dall’intricato balletto dei pianeti orbitanti”, dice Ginski. “Altri mostrano anelli e grandi cavità scavate dalla formazione dei pianeti, mentre altri ancora sembrano lisci e quasi dormienti in mezzo a tutto questo trambusto di attività”, aggiunge Antonio Garufi, astronomo dell’Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), e autore principale di uno degli articoli.
In tre diverse regioni stellari
Il team ha studiato un totale di 86 stelle in tre diverse regioni di formazione stellare della nostra galassia: Taurus e Chamaeleon I, entrambi a circa 600 anni luce dalla Terra, e la regione di Orione, dove un complesso di nubi molecolari ricche di gas, a circa 1600 anni luce da noi, fra cui la Grande Nebulosa di Orione, sono note per essere il luogo di nascita di numerose stelle più massicce del Sole. Le osservazioni sono state raccolte da un grande gruppo internazionale, composto da scienziati provenienti da più di 10 paesi.
Il team è stato in grado di raccogliere diverse informazioni chiave dal set di dati. Ad esempio, nella regione di Orione hanno scoperto che le stelle in gruppi di due o più astri avevano meno probabilità di possedere grandi dischi di formazione planetaria. Questo è un risultato significativo dato che, a differenza del nostro Sole, la maggior parte delle stelle della nostra galassia hanno delle compagne. Oltre a ciò, l’aspetto irregolare dei dischi in questa regione suggerisce la possibilità che vi siano pianeti massicci incorporati al loro interno, il che potrebbe causare la deformazione e il disallineamento dei dischi.
Le meraviglie di SPHERE
Sebbene i dischi che formano i pianeti possano estendersi per distanze centinaia di volte maggiori della distanza tra la Terra e il Sole, la loro posizione a diverse centinaia di anni luce da noi li fa apparire come minuscoli puntini di spillo nel cielo notturno. Per osservare i dischi, il team ha utilizzato il sofisticato strumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research (SPHERE) montato sul Vlt dell’Eso. Il sistema di ottica adattiva all’avanguardia di SPHERE corregge gli effetti derivanti dalla turbolenza dell’atmosfera terrestre, producendo immagini nitide dei dischi. Ciò significa che il team è stato in grado di acquisire immagini di dischi attorno a stelle con masse pari alla metà della massa del Sole, che in genere sono troppo deboli per la maggior parte degli altri strumenti oggi disponibili. Ulteriori dati per l’indagine sono stati ottenuti utilizzando lo strumento X-shooter del Vlt, che ha permesso agli astronomi di determinare quanto siano giovani e massicce le stelle. Anche l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ha aiutato il team a comprendere meglio la quantità di polvere che circonda alcune stelle.
Ancora più a fondo
Con l’avanzare della tecnologia, il team spera di scavare ancora più a fondo nel cuore dei sistemi di formazione dei pianeti. Il grande specchio da 39 metri del prossimo Extremely Large Telescope (Elt) dell’Eso, ad esempio, consentirà al team di studiare le regioni più interne attorno alle giovani stelle, dove potrebbero formarsi pianeti rocciosi come il nostro.
Per ora, queste immagini spettacolari forniscono ai ricercatori un tesoro di dati per aiutare a svelare i misteri della formazione dei pianeti. “È quasi poetico che i processi che segnano l’inizio del viaggio verso la formazione dei pianeti e, in definitiva, la vita nel nostro Sistema solare, siano anche così esteticamente belli”, conclude Per-Gunnar Valegård, uno studente di dottorato presso l’Università di Amsterdam, che ha condotto lo studio sulla formazione stellare nella regione di Orione. Valegård, che è anche insegnante part-time presso la Scuola Internazionale Hilversum nei Paesi Bassi, spera che le immagini ispirino i suoi alunni a diventare scienziati in futuro.