Osservata la nascita di un pianeta

A più di 530 anni luce dal sistema solare un immenso turbine di polveri cosmiche e gas mostra la nascita di un pianeta gigante a partire da piccoli grumi di materia.
Grazie a nuove immagini ottenute nel vicino infrarosso del disco proto planetario attorno alla giovane stella AB Aurigae, gli astronomi hanno potuto osservare delle immagini che mostrano disturbi a spirale probabilmente causati da pianeti che si stanno aggregando dalla polvere.
Nel loro studio gli astronomi hanno spiegato che: “nella fase iniziale della formazione del pianeta, le simulazioni idrodinamiche indicano che il processo di accrescimento genera nella posizione del pianeta uno schema a spirale interno ed esterno dovuto alle risonanze di Lindblad indotte dalle interazioni disco-pianeta. Mentre questo passaggio cruciale è ben documentato da opere teoriche, le evidenze osservative sono rare e non completamente conclusive“.
Le immagini nel vicino infrarosso sono tra le migliori mai ottenute di questo processo di formazione planetaria.
L’affascinante processo di formazione di un pianeta può avvenire dopo la formazione di una stella che avviene grazie all’addensamento di un gigantesco disco di polvere e gas. Al termine della formazione della protostella gli astronomi ritengono che i resti del disco iniziano ad addensarsi per formare i planetesimi e in seguito pianeti, pianeti nani, asteroidi e comete.
A innescare il fenomeno di condensazione delle polveri e dei gas è l’azione di forze elettrostatiche che riuniscono piccoli frammenti di materiale freddo. Quindi, man mano che le dimensioni di questi grumi aumentano, iniziano a generare abbastanza forza gravitazionale da attrarre altri grumi, creando un oggetto denso e compatto.
Durante il processo di aggregazione, le orbite delle particelle di polvere attorno al pianeta in formazione diventano perturbate e la forma della loro orbita diventa ellittica, creando un’oscillazione tra il loro punto più vicino e quello più lontano. Se questa oscillazione è un multiplo del periodo orbitale della particella, crea una risonanza, chiamata risonanza di Lindblad, che dovrebbe generare un modello a spirale.
Questa risonanza, secondo gli astronomi, è responsabile della formazione delle braccia a spirale che osserviamo in molte enormi galassie lontane. Ma ciò che è osserviamo su grande scala nell’Universo è spesso osservabile su piccola scala. Abbiamo osservato la stessa fisica negli anelli di Saturno, e dovrebbe essere osservabile anche nella formazione degli esopianeti. Purtroppo i dischi proto planetari non sono facili da osservare. Sono lontani e spesso la luce della loro stella è così intensa che nasconde le caratteristiche più piccole che potrebbero rivelare i processi di formazione planetaria.
Gli astronomi hanno rivolto la loro attenzione allo studio di AB Aurigae. Questo astro è una delle stelle più vicine nel suo genere, molto giovane, (ha meno di 10 milioni di anni) e circondata da un denso discoproto planetario. Nel 2017 le osservazioni con l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) hanno rivelato forme a spirale che potrebbero essere causate da esopianeti in formazione.
Dopo una prima indagine un gruppo internazionale di ricercatori ha usato la funzione SPHERE collegata al Very Large Telescope in Cile, effettuando osservazioni ad alto contrasto di AB Aurigae nel vicino infrarosso nel dicembre 2019 e nel gennaio 2020.
Questo lavoro ha prodotto le immagini più profonde della stella che abbiamo mai visto, catturando la luce più debole dei piccoli granelli di polvere. E, combinati con i precedenti dati ALMA, questi dati hanno rivelato un disturbo a forma di S nel disco proto planetario che assomiglia molto alle onde a densità di spirale che ci aspetteremmo di vedere propagarsi da un proto pianeta in pieno sviluppo.
Come ha affermato l’astronoma Anne Dutrey del laboratorio di astrofisica di Bordeaux in Francia, “questa cosa era stata prevista da alcuni modelli teorici di formazione dei pianeti. 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 nella posizione del pianeta. Consentono al gas e alla polvere del disco di entrare nel pianeta in formazione e farlo crescere“.
Questo presunto proto pianeta sembra formarsi a una distanza dalla sua stella approssimativamente equivalente alla distanza che ha il nostro Nettuno dal Sole. Le sue dimensioni esatte non sono valutabili, ma il team stima, sulla base di un precedente calcolo dei tassi di accrescimento, una massa compresa tra 4 e 13 volte la massa di Giove. Questo calcolo tuttavia deve essere confermato, anche se indica che AB Aurigae è un candidato promettente per le osservazioni di follow-up con telescopi più potenti che sono attualmente in fase di realizzazione.
Questi potranno confermare (o smentire) le osservazioni effettuate finora, consentendoci di studiare un pianeta gigante durante il processo di formazione. In questo modo potremo avere una stima della sua massa con una precisione molto maggiore.
Fonte: https://www.sciencealert.com/this-twist-in-a-turbulent-cloud-could-be-the-sign-of-a-giant-planet-being-born