Immagini di oltre oltre 80 giovani stelle che potrebbero avere pianeti che si formano attorno a loro in dischi, catturate utilizzando lo strumento Spettro-Polarimetrico High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) montato sul VLT. Credits: ESO/C. Ginski, A. Garufi, P.-G. Valegard et al.
Ad oggi sono stati scoperti più di 5000 pianeti in orbita attorno a stelle diverse dal Sole, all’interno della nostra Galassia. Per caratterizzarli, studiarli e conoscere meglio anche il nostro Sistema Solare, gli scienziati osservano i dischi ricchi di polvere e gas che avvolgono le giovani stelle, le culle della formazione di nuovi mondi.
Ora, utilizzando lo strumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) installato sul Very Large Telescope (VLT) dell’ESO, un team di ricercatori ha ottenuto un campione di straordinarie immagini di più di 80 giovani stelle circondate da dischi di materiale in cui si stanno formando pianeti.
Queste immagini rappresentano una delle più grandi indagini mai effettuate sui dischi circumstellari. E stanno fornendo agli astronomi dati senza precedenti per comprendere come nascono i pianeti in diverse regioni della Via Lattea.
Nonostante i dischi di formazione planetaria possano arrivare ad 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.
Il sistema di ottica adattiva all’avanguardia di SPHERE, però, corregge gli effetti turbolenti dell’atmosfera terrestre, producendo immagini nitide dei dischi. Il team, che coinvolge scienziati provenienti da più di 10 paesi, 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.
Il team ha studiato un totale di 86 stelle in tre diverse regioni di formazione stellare della Via Lattea: la nube molecolare del Toro e la nube del Camaleonte, a 600 anni luce dalla Terra, e la nube di Orione, ricchissima di gas e a 1600 anni luce da noi.
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. L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), invece, ha aiutato il team a comprendere meglio la quantità di polvere che circonda alcune stelle.
Il team è stato in grado di raccogliere diverse informazioni importanti da questo grande set di dati. Innanzitutto, queste immagini sono testimoni della straordinaria diversità dei dischi che formano i pianeti. Alcuni di essi mostrano enormi bracci a spirale, probabilmente causati dal movimento di giovani pianeti in orbita. In altri si notano anelli e grandi cavità, scavate dalla formazione di pianeti massicci, mentre altri ancora sembrano piatti, quasi dormienti.
Ad esempio, nella nube di Orione le stelle che si trovano riunione in sistemi di due o più astri sembrerebbero avere meno probabilità di avere 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 binarie.
Di seguito, le 23 stelle osservate appunto nella regione di Orione, 10 delle quali con dischi in cui si stanno formando pianeti. L’aspetto irregolare di alcuni dischi in questa regione potrebbe suggerire che al loro interno vi siano pianeti massicci, che potrebbero causare deformazioni e disallineamenti.
Tra qualche anno, entrerà in funzione l’Extremely Large Telescope dell’ESO, attualmente in costruzione in Cile. Con i suoi 39 metri di diametro dello specchio principale, che lo rendono il telescopio ottico più grande mai costruito, e i suoi strumenti all’avanguardia, ELT sarà in grado di scavare ancora più a fondo nel cuore di sistemi planetari diversi dal nostro, laddove nuovi mondi si stanno formando attivamente.
L’ELT rivoluzionerà lo studio degli esopianeti. Ci consentirà di ottenere immagini dirette di alcuni di questi sistemi, compresi i pianeti nella zona abitabile di una stella: i pianeti rocciosi all’interno di questa zona potrebbero contenere acqua liquida sulla loro superficie.
Nel frattempo, le spettacolari immagini ottenute con SPHERE forniscono ai ricercatori un tesoro di dati per aiutare a svelare i misteri della formazione planetaria.
Questa ricerca è stata presentata in tre articoli pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics:
– The SPHERE view of the Chamaeleon I star-forming region. The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs, Ginski et al. 2024
– The SPHERE view of the Taurus star-forming region. The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs, Garufi et al. 2024
– Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): The SPHERE view of the Orion star-forming region, Valegard et al. 2024
