Comunicato Stampa

Increspature misteriose si rincorrono nel disco di formazione planetaria

Strutture uniche individuate in una stella dei dintorni della Terra.

07 Ottobre 2015

Utilizzando immagini del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO e del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA alcuni astronomi hanno scoperto strutture mai viste prima all'interno di un disco di polvere che circonda una stella vicina alla Terra. Le strutture ondulatorie e in movimento rapido nel disco della stella AU Microscopii non assomigliano a nulla che sia mai stato osservato prima e nemmeno previsto. L'orgine e la natura di queste strutture ci offrono un nuovo intrigo da esplorare. I risultati sono pubblicati sulla rivista Nature nel numero dell'8 ottobre 2015.

AU Microscopii, o AU Mic in breve, è una stella giovane e vicina a noi, circondata da un vasto detriti [1]. Gli studi di questi dischi di detriti possono fornire indizi importanti su come i pianeti vengono formati proprio da questi dischi.

Gli astronomi hanno cercato nel disco di AU Mic segni di grumi o strutture deformate poichè potrebbero indicare la presenza di possibili pianeti. Nel 2014 hanno usato per la loro ricerca le funzionalità di elevato contrasto di immagine del nuovo strumento dell'ESO SPHERE, installato sul telescopio VLT (Very Large Telescope) - e hanno scoperto qualcosa di molto inusuale.

"Le nostre osservazioni hanno mostrato qualcosa di inaspettato", spiega Anthony Boccaletti dell'Observatoire de Paris, Francia, primo autore dell'articolo. "Le immagini di SPHERE mostrano un insieme di strutture non spiegate nel disco che hanno una struttura ad arco o a onda, diverse da qualsiasi cosa che sia mai stata finora osservata".

Si vedono cinque archi ondulati a diverse distanze dalla stella, come increspature nell'acqua. Dopo aver trovato le strutture nei dati di SPHERE, l'equipe è tornata a analizzare le immagini precedenti del disco ottenute dal telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA nel 2010 e 2011 per vedere se le strutture erano visibili [2]. Non solo sono stati in grado di identificare le strutture nelle immagini precedenti di Hubble - hanno scoperto anche che sono cambiate nel tempo. Queste increspature cioè si muovono - e molto velocemente!

"Abbiamo rianalizzato le immagini dai dati di Hubble e ci siamo trovati con informazioni sufficienti per seguire il movimento di queste strane strutture su un periodo di quattro anni", spiega Christian Thalmann (ETH Zürich, Svizzera). "Nel farlo, abbiamo trovato che gli archi stanno allontanandosi dalla stella a velocità che raggiungono i 40 000 chilometri all'ora!"

Le strutture più lontane dalla stella sembrano muoversi più velocemente di quelle vicine. Almeno tre di queste si muovono così in fretta che potrebbero anche sfuggire all'attrazione gravitazionale della stella. Queste velocità così elevate escludono la possibilità che queste siano strutture convenzionali nel disco, provocate da oggetti - come i pianeti - che disturbano la materia nel disco in orbita intorno alla stella. Qualche altro fenomeno deve aver accelerato le increspature per farle muovere così in fretta: sono l'indicazione di qualcosa di veramente non comune [3].

"Tutto di questa scoperta è stupefacente!", commenta la coautrice Carol Grady di Eureka Scienfiticm USA. "E poichè nulla di simile è mai stato osservato o previsto in teoria, possiamo solo fare delle ipotesi su quello che stiamo vedendo e come si sia formato".

L'equipe non può dire con certezza che cosa abbia causato questi increspature misteriose intorno alla stella. Hanno però preso in considerazione e successivamente scartato una serie di fenomeni, tra cui la collisione tra due oggetti massicci e rari di tipo asteroidale, che ha rilasciato una quantità enorme di polvere, e onde a spirale innescate dalle instabilità gravitazionali del sistema.

Ma ci solo altre idee più promettenti.

"Una spiegazione per le strane strutture le lega ai brillamenti stellari. AU Mic è una stella attiva - spesso rilascia impulsi improvvisi di energia vicino alla superficie", spiega il coautore Glenn Schneider dello Steward Observatory, USA. "Uno di questi brillamenti potrebbe aver innescato qualche reazione in uno dei pianeti - se ci sono - per esempio strappando violentemente del materiale che potrebbe ora propagarsi lungo il disco, spinto dalla forza del brillamento".

"È di molta soddisfazione vedere che SPHERE si è dimostrato in grado di studiare dischi come questo nel suo primo anno di operazione", aggiunge Jean-Luc Beuzit, sia coautore del nuovo studio che a capo dell'equipe di sviluppo dello strumento SPHERE stesso,

L'equipe pensa di continuare a osservare il sistema di AU Mic con SPHERE e altri strumenti, tra cui ALMA, per capire meglio cosa stia accadendo. Per ora queste strutture curiose rimangono un mistero irrisolto.

Note

[1] AU Microscopii si trova ad appena 32 anni luce dalla Terra. Il disco è fatto sostanzialmente da asteroidi che si sono scontrati con tanto vigore da ridursi in polvere.

[2] I dati sono stati raccolti dallo spettrografo a immagini STIS del telescopio spaziale Hubble.

[3] Il fatto che vediamo il disco di taglio complica l'interpretazione della sua struttura tridimensionale.

Ulteriori Informazioni

Questi risultati sono stati pubblicati nell'articolo “Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii”, che verrà pubblicato dalla rivista Nature l'8 ottobre 2015.

L'equipe internazionale che ha svolto questo studio è formata da Anthony Boccaletti (Observatoire de Paris, CNRS, Franciad), Christian Thalmann (ETH Zürich, Svizzera), Anne-Marie Lagrange (Université Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia), Markus Janson (Stockholm University, Svezia; Max-Planck-Institut für Astronomie, Germania), Jean-Charles Augereau (Université Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia), Glenn Schneider (University of Arizona Tucson, USA), Julien Milli (ESO, Cile; CNRS, IPAG, Francia), Carol Grady (Eureka Scientific, USA), John Debes (STScI, USA), Maud Langlois (CNRS/ENS-L, Francia), David Mouillet (Université Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia), Thomas Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germania), Carsten Dominik (University of Amsterdam, Paesi Bassi), Anne-Lise Maire (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia), Joe Carson (College of Charleston, USA), Kjetil Dohlen (CNRS, LAM, Francia), Markus Feldt (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germania), Thierry Fusco (ONERA, Francia; CNRS, LAM, Francia), Christian Ginski (Sterrewacht Leiden, Paesi Bassi), Julien H. Girard (ESO, Santiago, Cile; CNRS, IPAG, Francia), Dean Hines (STScI, USA), Markus Kasper (ESO, Germania; CNRS, IPAG, Francia), Dimitri Mawet (ESO, Cile), Francois Ménard (Universidad de Chile, Cile), Michael Meyer (ETH Zürich, Svizzera), Claire Moutou (CNRS, LAM, Francia), Johan Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germania), Timothy Rodigas (Carnegie Institution of Washington, USA), Jean-Francois Sauvage (ONERA, Francia; CNRS, LAM, Francia), Joshua Schlieder (NASA Ames Research Center, USA; Max-Planck-Institut für Astronomie, Germania), Hans Martin Schmid (ETH Zürich, Svizzera), Massimo Turatto (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), Stephane Udry (Observatoire de Genève, Svizzera), Farrokh Vakili (Université de Nice-Sophia Antipolis, Francia), Arthur Vigan (CNRS, LAM, Francia; ESO, Cile), Zahed Wahhaj (ESO, Cile; CNRS, LAM, Francia) e John Wisniewski (University of Oklahoma, USA).

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 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. 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 principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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• Articolo scientifico sulla rivista Nature

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Université Grenoble Alpes/ CNRS/ IPAG
Grenoble, France
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E-mail: Jean-Luc.Beuzit@obs.ujf-grenoble.fr

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