Comunicato Stampa

ALMA fa luce sulle correnti di gas che formano i pianeti

Indizi allettanti sulle correnti di gas che alimentano la crescita di ingordi pianeti giganti

02 Gennaio 2013

Alcuni astronomi, usando ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) hanno osservato per la prima volta uno stadio fondamentale nella nascita dei pianeti giganti. Grandi correnti di gas scorrono attraverso un varco nel disco di materiale che circonda una stella giovane. Queste sono le prime osservazioni dirette di tali correnti, che si pensa vengano formate durante il processo di crescita dei pianeti giganti che ingurgitano gas. Questi risultati sono pubblicati dalla rivista Nature nel numero del 2 gennaio 2013.

L'equipe internazionale di astronomi ha studiato la stella giovane HD 142527, a più di 450 anni luce dalla Terra, circondata da un disco di gas e polvere cosmica - i resti della nube da cui la stella si è formata. Il disco di polvere è diviso in una parte interna e una esterna da una discontinuità che si pensa sia stata formata da pianeti giganti gassosi in formazione che ripuliscono via via il loro percorso mentre orbitano intorno alla stella. La zona interna del disco parte dalla stella e raggiunge l'equivalente dell'orbita di Saturno nel Sistema Solare, mentre la zona esterna del disco inizia circa 14 volte più lontano. La zona esterna del disco non circonda uniformemente la stella, ma ha la forma di un ferro di cavallo, probabilmente causata dagli effetti gravitazionali dei pianeti giganti in orbita.

La teoria prevede che i pianeti giganti crescano catturando il gas dal disco esterno per mezzo di correnti che formano ponti attraverso la discontinuità del disco.

"Gli astronomi avevano predetto l'esistenza di queste correnti, ma questa è la prima volta che siamo stati in grado di vederle direttamente", dice Simon Casassus (Universidad de Chile, Cile), che ha condotto lo studio. "Grazie al nuovo telescopio ALMA siamo stati in grado di ottenere un'osservazione diretta che aiuterà a chiarificare le attuali teorie su come si formano i pianeti!".

Casassus e la sua equipe hanno usato ALMA per osservare il gas e la povere cosmica intorno alla stella, vedendo dettagli più fini e più vicini alla stella di quanto fosse possibile con i telescopi precedenti. Le osservazioni di ALMA, a lunghezze d'onda submillimetriche, non risentono del bagliore della stella che invece influisce molto sulle osservazioni in luce visibile o infrarossa. La discontinuità nel disco di polvere era già nota, ma essi hanno anche scoperto del gas diffuso nella discontinuità e due correnti più dense di gas che fluivano dal disco esterno, attraverso il varco, al disco interno.

"Pensiamo che ci sia un pianeta gigante nascosto all'interno di ciascuna di queste correnti, e che ne è la causa. I pianeti crescono catturando parte del gas dal disco esterno ma consumano un pasto molto disordinato: gli avanzi finiscono con l'alimentare il disco interno intorno alla stella" dice Sebastián Pérez, uno dei membri dell'equipe, anch'egli dell'Universdad de Chile.

Le osservazioni rispondono ad un'altra domanda sul disco intorno a HD 142527: mentre la stella centrale si sta ancora formando, catturando materiale dal disco interno, il disco stesso verrebbe consumato se non fosse in qualche modo rifornito di nuovo. L'equipe ha scoperto che il tasso a cui il gas avanzato dal pasto fluisce nel disco interno è esattamente quello che serve per mantenere rifornito il disco interno e sostenere la crescita della stella.

Un'altra primizia è la scoperta di gas diffuso nella discontinuità. "Gli astronomi cercavano questo gas da molto tempo ma finora c'erano solo prove indirette della sua presenza. Ora, con ALMA, possiamo vederlo direttamente", spiega Gerrit van der Plas, un altro membro dell'equipe dall'Universidad de Chile.

Il gas residuo è ulteriore evidenza che le correnti siano provocate dai pianeti giganti, piuttosto che da oggetti ancora più grandi come un stella compagna. "Una seconda stella avrebbe sgomberato del tutto la discontinuità, senza lasciare gas residuo. Studiando quanto gas è rimasto potremmo riuscire a definire la massa degli oggetti che provocano la discontinuità." aggiunge Perez.

E che dire dei pianeti stessi? Casassus spiega che non c'è da sorprendersi se non sono stati rivelati direttamente. "Abbiamo cercato i pianeti con strumenti infrarossi all'avanguardia su altri telescopi. Ma ci aspettiamo che questi pianeti in formazione siano ancora profondamente imbozzolati nelle correnti di gas, che sono quasi completamente opache. Perciò potrebbe esserci solo una minima speranza di vedere direttamente i pianeti.".

Nonostante ciò, gli astronomi cercano di scoprire ulteriori informazioni sui presunti pianeti studiando sia le correnti di gas che il gas diffuso. Il telescopio ALMA è in costruzione e non ha ancora raggiunto la sue piene capacità. Quando sarà completo la sua vista sarà ancora più acuta e nuove osservazioni di queste correnti di gas potrebbero permettere all'equipe di determinare le proprietà dei pianeti, comprese le loro masse.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è descritta nell'articolo “Flows of gas through a protoplanetary gap”, pubblicato dalla rivista Nature il 2 gennaio 2013.

L'equipe è composta da S. Casassus (Universidad de Chile, Cile; Millennium Nucleus for Protoplanetary Disks — Ministero dell'Economia, Governo cileno), G. van der Plas (Universidad de Chile, Cile), S. Pérez M. (Universidad de Chile, Cile), W. R. F. Dent (Joint ALMA Observatory, Cile; European Southern Observatory, Cile), E. Fomalont (NRAO, USA), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Svizzera), A. Hales (Joint ALMA Observatory, Cile; NRAO, USA), A. Jordán (Pontificia Universidad Católica de Chile, Cile), D. Mawet (European Southern Observatory, Cile), F. Ménard (CNRS / INSU, Francia; Universidad de Chile, Cile; CNRS / UJF Grenoble, Francia), A. Wootten (NRAO, USA), D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), A. M. Hughes (U. C. Berkeley, USA), M. R. Schreiber (Universidad Valparaiso, Cile), J. H. Girard (European Southern Observatory, Cile), B. Ercolano (Ludwig-Maximillians-Universität, Germania), H. Canovas (Universidad Valparaiso, Cile), P. E. Román (University of Chile, Cile), V, Salinas (Universidad de Chile, Cile).

ALMA, l' Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, e' una collaborazione fra l'Europa, il Nord America e l'Asia Orientale, in cooperazione con la Repubblica del Cile. In Europa, ALMA e' finanziata dall' ESO, in Nord America dalla U.S. National Science Foundation (NSF), in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e in Asia Orientale dagli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS), in cooperazione con l' Accademia Sinica di Taiwan (AS). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dell'Europa, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Aisa Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

L'ESO  (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

Links

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• Ulteriori informazioni su ALMA all'ESO
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