La tavolozza di colori di NGC 4707

Sono passati ben 227 anni da quando l’astronomo britannico William Herschel (a cui è stato dedicato l’omonimo telescopio spaziale) scoprì la brillante galassia a spirale poi denominata NGC 4707.

In direzione della costellazione dei Cani da caccia, la galassia si trova a ben 22 milioni di anni luce da noi. Grazie ai potenti telescopi moderni, come Hubble di NASA/ESA, oggi è possibile studiare questa e molte altre galassie lontane con dettagli che due secoli fa Herschel poteva solo sognare. L’immagine che vedete è stata realizzata con l’Advanced Camera for Surveys (ACS) montata a bordo del telescopio spaziale Hubble. Già all’epoca, l’astronomo britannico di origini tedesche descrisse l’oggetto in questione come una “piccola galassia stellare”. È classificata come galassia a spirale (del tipo Sm): in generale la sua forma è molto indefinita e il suo gruppo centrale di stelle (bulge) è molto piccolo, quasi inesistente. Guardandola con il telescopio, appare come una spruzzata di stelle brillanti su un cielo scuro che fa da tela. Le macchie blu che vedete nella foto rappresentano regioni di recente formazione stellare: le stelle appena nate hanno toni luminosi e intensi di azzurro e turchese.
di Eleonora Ferroni (INAF)
Nella foto: la galassia a spirale NGC 4707, nella Costellazione dei Cani da caccia. La brillante galassia si trova a circa 22 milioni di anni luce dalla Terra. Crediti: ESA/Hubble & NASA

Luci di Natale per la Piccola Nube di Magellano

Hubble può arrivare dove molti falliscono. La potenza del telescopio spaziale di NASA/ESA/ASI riesce a cogliere la magnificenza di oggetti difficili da osservare come questo che potete ammirare nella foto a sinistra. Si tratta della nebulosa NGC 248, un batuffolo di gas e polvere che colora la Piccola Nube di Magellano (la più piccola delle galassie satellite della Via Lattea) a 200 mila anni luce da noi. La nebulosa è osservabile in direzione della Costellazione del Tucano. HST ha catturato due nebulose a emissione “vestite a festa”, scoperte nel 1834 da John Herschel. Insieme formano NGC 248, lunga 60 anni luce e larga 20 anni luce. L’idrogeno ha questo colore rosa intenso a causa delle radiazioni provenienti dalle brillanti stelle centrale che fanno risplendere il gas. La nebulosa è stata studiata nel 2015 nell’ambito del programma osservativo Small Magellanic cloud Investigation of Dust and Gas Evolution (SMIDGE): i ricercatori cercano di capire perché la polvere della Piccola Nube di Magellano sia così diversa da quella della Via Lattea, nonostante l’estrema vicinanza delle due galassie.
di Eleonora Ferroni (INAF)

La gioventù delle galassie come la Via Lattea

Le galassie a spirale, come la Via Lattea, non hanno sempre avuto quel bell’aspetto ordinato “a girandola” che possiamo ammirare nell’universo attuale, ad esempio nella nostra vicina Andromeda. È opinione comune fra gli astronomi che, 8 o 9 miliardi anni fa, le progenitrici della Via Lattea e di altre simili galassie a spirale fossero più piccole e meno strutturate. In compenso erano incredibilmente ricche di materiale adatto per la formazione stellare, così tanto da riuscire a sfornare nuove stelle più rapidamente che in qualsiasi altro momento delle loro lunghe vite.
Ora, una collaborazione internazionale di astronomi, guidata da Casey Papovich della Texas A&M University, utilizzando la schiera di 66 antenne del radiointerferometro ALMA in Cile, ha trovato forti evidenze che supportano questa visione. Studiando quattro remote galassie, che potrebbero essere definite come “versioni giovanili” di galassie a spirale simili alla Via Lattea, così come apparivano più o meno 9 miliardi di anni fa, i ricercatori hanno scoperto che ogni galassia presentava un’incredibile abbondanza di monossido di carbonio, un gas ben noto per essere indicativo di formazione stellare.
«Abbiamo usato ALMA per osservare delle versioni adolescenziali della Via Lattea, e abbiamo effettivamente trovato che tali galassie hanno quantità molto più elevate di gas molecolare, combustibile appropriato per una rapida formazione di stelle», ha detto Papovich, prima firma sull’articolo scientifico appena pubblicato nel numero d’esordio di Nature Astronomy.  «Io paragono queste galassie a un ragazzo, un giovane che consuma una prodigiosa quantità di cibo per alimentare la propria crescita durante il periodo dell’adolescenza».
Anche se in queste galassie l’abbondanza relativa di  gas per la formazione stellare è estrema, esse non sono ancora completamente formate, e risultano di taglia piuttosto piccolarispetto alla Via Lattea, così come la possiamo misurare all’epoca attuale. I nuovi dati di ALMA indicano che la maggior parte della massa in queste galassie è racchiusa nel gas molecolare freddopiuttosto che nelle stelle. Queste osservazioni, secondo i ricercatori, sono fondamentali per disegnare un quadro completo di come la materia si è evoluta nelle galassie di dimensioni paragonabili alla Via Lattea e, in definitiva, di come si sia formata la nostra stessa casa galattica.
di Stefano Parisini (INAF)

Quella trottola di Betelgeuse

Il suo destino è segnato: Betelgeuse, la splendida stella gigante rossa nella costellazione di Orione, protagonista con il suo brillante scintillio del nostro cielo invernale, prima o poi esploderà come una supernova. Difficile dire quando: potrebbe accadere anche domani, o tra qualche decina di migliaio di anni. Gli astronomi da tempo seguono la sua lenta ma inesorabile agonia, che si manifesta con delle notevoli espansioni e contrazioni delle sue dimensioni (che la portano a raggiungere un raggio anche mille volte maggiore del nostro Sole) e, conseguentemente, con marcate variazioni della sua luminosità. Un altro contributo per conoscere meglio le caratteristiche di questa stella e, soprattutto, la sua evoluzione futura, arriva ora da un team di ricercatori guidato da J. Craig Wheeler dell’Università di Austin in Texas che ha indagato le proprietà rotazionali di Betelgeuse scoprendo, a sorpresa, che la stella ruota molto più velocemente di quanto ci si aspettasse. La prassi vuole che quando una stella si espande per diventare una supergigante , diminuisce la sua velocità di rotazione. Il principio fisico è lo stesso che sfruttano i pattinatori per ridurre la rapidità delle loro piroette aprendo le braccia. «Per Betelgeuse invece non sappiamo spiegare la sua velocità di rotazione – dice Wheeler – perché è 150 volte più elevata di qualunque stella isolata conosciuta che si trovi nella stessa fase evolutiva».
Il passo successivo di Wheeler e dei suoi collaboratori è stato quello di dare una interpretazione ragionevole a questa inattesa constatazione. E lo scenario che ne è emerso chiama in causa la presenza in passato di una possibile stella compagna di Betelgeuse, che doveva avere più o meno la massa del Sole, “ingoiata” dalla stella durante la sua espansione. Il materiale della stella compagna fagocitato da Betelgeuse avrebbe trasferito momento angolare agli strati esterni della sua atmosfera, accelerando così la sua rotazione fino al ritmo che oggi osserviamo.
Se questo banchetto stellare è effettivamente stato consumato, alcuni dei suoi resti dovrebbero trovarsi nello spazio attorno a Betelgeuse, che li avrebbe proiettati lontano da sé, con una velocità stimata di circa 10 chilometri al secondo. Così gli astronomi sono andati a ricercare tracce di questo materiale nelle osservazioni nell’infrarosso che il telescopio spaziale Herschel dell’ESA ha compiuto nel 2012 nella zona circostante Betelgeuse. Le riprese in effetti mostrano una regione dove si vedono due gusci di materia in interazione, che potrebbero essere compatibili con materiale espulso da Betelgeuse circa 100 mila anni fa, quando è entrata nella fase di supergigante. È difficile però dare oggi un’interpretazione certa di questa struttura, che potrebbe ad esempio essere il fronte d’urto prodotto dall’atmosfera di Betelgeuse nel suo moto all’interno del mezzo interstellare.  E per questo Wheeler e i suoi colleghi hanno in programma altre indagini per riuscire ad avvalorare la loro ipotesi.
di Marco Galliani (INAF)

Dalle Hawaii una mappa record del cielo

Diversi gruppi di astronomi da tutto il mondo hanno partecipato alla creazione della più grande e dettagliata survey digitale del cielo utilizzando i dati raccolti con l’Osservatorio Pan-STARRSalle Hawaii. Il catalogo si basa su 4 anni di osservazioni di 3/4 del cielo notturno e ci fornisce interessanti informazioni su più di 3 miliardi di oggetti, tra stelle, galassie e altre sorgenti di energia. Il direttore dell’Osservatorio a Maui Ken Chambers ha spiegato che «le indagini della survey Pan-STARRS1 permettono a chiunque di accedere a milioni di immagini e utilizzare il database e i cataloghi contenenti misure di precisione di miliardi di stelle e galassie. L’Osservatorio Pan-STARRS ha scoperto numerosi oggetti Near Earth Objects e altri provenienti dalla Fascia di Kuiper, ma anche pianeti solitari tra le stelle». Il catalogo contiene 2 petabyte di dati, che corrispondono a un miliardo di selfie! Pan-STARRS sta per Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System e consiste in un telescopio da 1,8 metri situato sulla sommità del vulcano Haleakala, a Maui. La survey nel visibile e nel vicino infrarosso è iniziata nel 2010 e da allora il telescopio ha scansionato il cielo sopra le Hawaii 12 volte con ognuno dei 5 filtri utilizzati. Il progetto Pan-STARRS1 è stato intrapreso da un consorzio formato da 10 istituzioni di ricerca in quattro paesi, con il supporto della NASA e della National Science Foundation (NSF). Le osservazioni sono state completate nel 2014 e sono stati necessari altri due anni per riuscire a pubblicare online i primi dati, adesso disponibili a tutti. La seconda parte dei dati verrà pubblicata nel 2017, aggiungendo al catalogo nuove immagini. «Pan-STARRS1 ha mappato la nostra galassia, la Via Lattea, a un livello di dettaglio mai raggiunto prima. L’indagine prevede, per la prima volta, una visione profonda e globale di una frazione significativa del piano e del disco – un’area generalmente evitata dalle survey data la complessità di mappare queste regioni dense e polverose», ha spiegato Hans-Walter Rix, del Max Planck Institute. «E Pan-STARRS1 va ben oltre: la combinazione unica di profondità d’immagine, area di raccolta e colori ha permesso di scoprire la maggior parte dei quasar più distanti che si conoscano: questi forniscono la prima prova, nel nostro universo, del fatto che i buchi neri giganti si sono formati al centro delle galassie» Il prossimo passo sarà quello di misurare il redshift (e dunque la distanza) delle galassie e degli altri oggetti individuati. Roberto Saglia, sempre dal Max Planck, ha aggiunto: «Dobbiamo avere queste informazioni per analizzare la distribuzione delle galassie nelle tre dimensioni. Da questa struttura, si potrà dedurre la geometria dell’universo e in seguito vincolare il nostro modello cosmologico standard. Con i dati delle singole epoche, possiamo anche studiare variabilità nella galassie attive lontane».
di Eleonora Ferroni (INAF)

Pianeti nettuniani oltre il limite della neve

“Infiniti soli, infiniti mondi…” presagiva Giordano Bruno più di quattro secoli fa. Oggi ci chiediamo come siano fatti, tali infiniti mondi, che abbiamo effettivamente cominciato a enumerare al di fuori del Sistema solare. Un nuovo studio statistico degli esopianeti trovati attraverso una tecnica chiamata delle microlenti gravitazionalisuggerisce che pianeti con una massa simile a quella di Nettuno sono probabilmente il tipo più comune nella fascia più esterna e ghiacciata dei sistemi planetari. Lo studio, recentemente pubblicato su Astrophysical Journal, fornisce la prima indicazione del tipo di pianeti che gli scienziati si aspettano di trovare oltre la linea di neve (snow line, frost line), quella zona più distante dalla stella ospite in cui l’acqua è rimasta allo stato solido durante la formazione planetaria. Una condizione che, aumentando il materiale a disposizione, dovrebbe avere reso più efficiente il meccanismo di formazione di questi corpi celesti. Nel Sistema solare, si ritiene che la linea di neve fosse localizzata a circa 2.7 volte la distanza Terra-Sole, dove oggi si trova la fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove. Contrariamente ad alcune predizioni teoriche, il nuovo studio ha rilevato che i pianeti di massa nettuniana, pari a circa 17 volte quella terrestre, risultano circa 10 volte più comuni dei pianeti di massa gioviana, oltre 300 volte più massicci della Terra, a distanze orbitali paragonabili a quelle di Giove. Le cosiddette microlenti gravitazionali sfruttano gli effetti di curvatura della luce indotta da oggetti massicci, effetti previsti dalla teoria della relatività generale di Einstein. Tale “piegatura” si verifica quando una stella in primo piano, che funge da “lente”, si allinea in modo casuale, secondo il punto di vista dalla Terra, con una stella più distante. Mano a mano che la stella “lente” percorre la sua orbita intorno alla galassia, l’allineamento si sposta nel corso di giorni o settimane, cambiando la luminosità apparente della sorgente. L’analisi precisa di questi cambiamenti fornisce agli astronomi indizi circa la natura della stella “lente”, compresi eventuali pianeti che potrebbe ospitare. Tra il 2007 e il 2012 la collaborazione nippo-neozelandese Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) ha analizzato quasi 1500 eventi di microlente gravitazionale, trovando 22 pianeti, di cui 4 mai rilevati in precedenza. Unendo questi dati con quelli rilevati da studi simili, i ricercatori hanno determinato che per una tipica stella dotata di Sistema planetario, con un massa attorno al 60 per cento di quella del Sole, il pianeta “modello”che risulta dalle microlenti gravitazionali possiede una massa tra 10 e 40 volte quella della Terra. Finora, con le microlenti gravitazionali sono stati scoperti una cinquantina di esopianeti, molti meno rispetto alle migliaia rilevati con altre tecniche, come il transito o le velocità radiali. Poiché gli allineamenti tra stelle sono rari e si verificano in modo casuale, gli astronomi devono osservare milioni di stelle per cogliere i cambiamenti di luminosità che segnalano un evento di microlente gravitazionale. Tuttavia, sottilineano i ricercatori, il metodo delle microlenti detiene un grande potenziale, permettendo di rilevare pianeti centinaia di volte più lontani rispetto ad altri metodi. Inoltre, questa tecnica è in grado di individuare pianeti extrasolari di massa relativamente piccola anche a grandi distanze dalla loro stella ospite, ed è anche abbastanza sensibile da poter trovare pianeti “solitari”, fluttuanti liberamente in mezzo alla galassia senza essere associati a una stella.
di Stefano Parisini (INAF)

L’irregolare IC 3583 nell’occhio di Hubble

Una barra di stelle che attraversa il centro della galassia: è questo che rende particolare l’irregolare IC 3583, a 30 milioni di anni luce da noi nella costellazione della Vergine. Le galassie barrate sono comuni in tutto l’Universo, ma per la maggior parte hanno una forma a spirale. Così come la nostra Via Lattea, anche due dei nostri vicini galattici, la Grande e la Piccola Nube di Magellano, sono barrati e ciò può indicare che in passato potrebbero essere stati lacerati dalla forza gravitazionale della Via Lattea. Ci sono due tipi di galassie irregolari. Quelle di tipo I di solito sono galassie singole di aspetto peculiare, contengono una grande quantità di giovani stelle e mostrano nebulose luminose che sono visibili anche in galassie a spirale. Nel tipo II ci sono le galassie interagenti, in cui lo strano aspetto è dovuto a due o più galassie in collisione, o che comunque interagiscono gravitazionalmente. Qualcosa di simile accade IC 3583: la barra di stelle potrebbe essere causata dall’interazione con una galassia vicina come Messier 90, con la quale forma la coppia nota come Arp 76.
di Eleonora Fweeoni

Juno, il terzo “perigiove” è senza Jiram

Si chiama perigiove ed è il punto di minima distanza di un’orbita dal gigante del Sistema solare. E per quanto riguarda l’orbita attuale della sonda NASA Juno, il perigiove è stato raggiunto ieri, domenica 11 dicembre, alle 18:04 ora italiana. In quell’istante, stando alla tabella di marcia della missione, la sonda NASA stava sorvolando ad appena 4150 km di distanza le dense nubi di Giove, il tachimetro segnava una folle velocità di 57.8 km al secondo (oltre 200mila km/h) e sette degli otto strumenti scientifici di bordo erano intenti a raccogliere quanti più dati scientifici possibile. «Sarà la prima volta che avremo occasione di sfruttare appieno le capacità di Juno di indagare la struttura interna di Giove attraverso il suo campo di gravità», ha spiegato poche ore prima del flyby il principal investigator della missione Scott Bolton, del Southwest Research Institute di San Antonio, in Texas. «Non vediamo l’ora di conoscere ciò che la gravità di Giove saprà rivelarci sul passato e sul futuro del gigante gassoso». Sette strumenti su otto, dicevamo. E l’ottavo è purtroppo JIRAM, lo strumento italiano (finanziato dall’ASI e realizzato da Finmeccanica sotto la responsabilità scientifica dell’INAF IAPS di Roma) progettato per studiare la dinamica e la chimica delle aurore gioviane. Il nostro Jovian InfraRed Auroral Mapper, questo il significato dell’acronimo, è dovuto rimanere spento – a seguito di una decisione dei responsabili della missione – non per problemi allo strumento stesso bensì per un aggiornamento che si è reso necessario al software di bordo della sonda, come ha spiegato a Media INAF il responsabile di JIRAM, Albero Adriani dell’INAF IAPS di Roma, che abbiamo raggiunto in California, dove si trova in queste ore. «L’aggiornamento del software in oggetto non è di JIRAM ma della sonda», sottolinea Adriani. «Il software della sonda, che doveva gestire il trasferimento dei dati di JIRAM da una sua memoria temporanea dove JIRAM mette i dati durante le osservazioni a quella più grande da cui poi i dati accumulati durante il flyby vengono prelevati per essere spediti a terra, aveva un difetto. Durante il flyby 2 il suddetto software è andato in errore per una combinazione di anomalie (di fatto già previste singolarmente come eventi possibili) nei dati di JIRAM, ma non trattata opportunamente dal software. Questo ha innescato il SAFE dell’orbita 2. Questo evento, particolarmente raro, non si era mai verificato prima durante le innumerevoli attività di JIRAM quindi non è stato possibile correggere il software prima di arrivare a Giove». Ed è proprio per il timore che un evento simile potesse riaccadere durante questo terzo flyby che i responsabili della missione hanno deciso di tenere spendo JIRAM. «L’aggiornamento del software lo stanno scrivendo alla Lockheed Martin, che è responsabile della sonda», aggiunge Adriani. «Ci stanno lavorando da una decina di giorni, per farci operare in sicurezza già dal prossimo flyby». Appuntamento dunque al prossimo flyby, in calendario per il 2 febbraio 2017.
di Marco Malaspina (INAF)

Rosetta, ultimi dati prima dell’impatto

Sono passati poco più di due mesi da quando la sonda Rosetta dell’ESA ha toccato la superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, a 720 milioni di chilometri dalla Terra. Lo scorso 30 settembre verrà ricordato come il giorno conclusivo di una delle missioni spaziali più emozionanti di sempre. Come sappiamo, nessuna sonda era mai riuscita ad arrivare attorno a una cometa. Da quando la sonda venne lanciata nel 2004 a oggi, i ricercatori e gli ingegneri coinvolti nel progetto (moltissimi sono italiani e anche dell’Istituto Nazionale di Astrofisica) hanno messo a segno una serie sterminata di successi e di record. La fine della missione era prevista mesi fa ma tutto ha continuato a funzionare nonostante ormai si trovasse a volare a strettissimo contatto con la cometa e le sue polveri. Negli ultimi istanti della sua discesa, Rosetta  ha potuto raccogliere dati ancora più interessanti su “Chury”, la sua compagna di viaggio per oltre due anni.
La sonda dell’ESA (con a bordo diversi strumenti a firma INAF) ha concluso il suo straordinario viaggio nella regione Ma’at, a soli 33 metri dal target fissato inizialmente dal centro di comando in Germania (quindi i calcoli sono stati piuttosto precisi). Il punto di atterraggio è stato soprannominato Sais, come la città egizia dove originariamente si trovava la Stele di Rosetta (da cui la missione prende il nome). Una volta raggiunta la superficie della cometa, le comunicazioni sono cessate così come tutte le operazioni.
Le ultime immagini scattate dalla camera OSIRIS permetteranno di avere fondamentali informazioni su processi geologici come erosione, trasporto di polvere, stratificazione, stress termici, e sui fenomeni transienti presenti nella chioma. Ma anche molti altri strumenti sono rimasti attivi fino alla fine, come ROSINA che durante la discesa ha misurato un aumento della pressione del gas circostante per più di un fattore 100. Con lo strumento MIRO, invece, sono stati raccolti i dati sulle emissioni provenienti dal nucleo fornendo misure importanti sulla temperatura dello strato sottostante la superficie cometaria. 1 e 5 cm sotto la superficie. Durante le ultime ore di volo, la temperatura ha oscillato tra i -193,15 gradi C e i -113,15 gradi C. MIRO ha anche raccolto dati sul tasso di produzione di acqua: a questa distanza dal Sole, Chury produce un quantitativo di acqua molto basso, pari a due cucchiaini al secondo (nel periodo più attivo ad agosto 2015 produceva, invece, due “vasche” d’acqua al secondo).
Lo strumento Alice si è occupato delle osservazioni nell’ultravioletto. Dai dati elaborati si evince che Alice non ha visto differenze spettrali significative nella composizione della superficie a queste risoluzioni spaziali elevate rispetto alle osservazioni su aree più grandi effettuate nei mesi precedenti. L’ultima osservazione che Alice ha ottenuto della chioma della cometa risale al 29 settembre e ha dimostrato che il degassamento dell’anidride carbonica era ancora in corso anche se ovviamente la cometa si trovava a distanze maggiori dal Sole rispetto a rilevazioni fatte in precedenza.
Le misurazioni dei venti solari sono state effettuate dai sensori del Rosetta Plasma Consortium. Sia RPC-LAP che RPC-MIP hanno segnalato densità plasmatiche molto basse durante la fase di discesa. I sensori hanno registrato un picco notevole di plasma a circa 2 chilometri dalla superficie, prima di cadere di nuovo, ma tutto è nella norma in quanto plasma proveniente dal gas neutro rilasciato dalla cometa: la sua densità deve essere bassa vicino alla superficie dal momento che le molecole che si trovano lì hanno appena lasciato il nucleo e non hanno avuto il tempo di ionizzarsi. Il sensore RPC-MAG ha poi confermato quanto visto da Philae nel 2014, cioè che la cometa non è magnetica: il sensore ha effettuato delle misurazioni fino a 11 metri dalla superficie senza registrare particolari picchi nel campo magnetico cometario.
Lo strumento tutto italiano GIADA era acceso durante la discesa, ma nelle ultime ore prima di spegnersi definitivamente non ha rilevato la presenza di polvere e ciò rende questi dati molto interessanti visto che una cometa è fatta per la maggior parte di polvere. Alessandra Rotundi, PI di GIADA, ha detto che la discesa è stata effettuata in un ambiente simile a una stanza appena pulita. Probabilmente la scarsa presenza di polvere è dovuta allo scarso tasso di produzione di acqua e quindi le particelle di polvere non riescono a sollevarsi dalla superficie. GIADA riesce a rilevare granelli di polvere fino a 50 micrometri di diametro, quindi tutto ciò al di sotto di questa soglia (e quindi granelli di polvere quasi impercettibili) sono passati senza disturbare la discesa della sonda.
Martin Hilchenbach, PI dello strumento COSIMA, ha commentato il successo della missione: «Sono rimasto veramente colpito che dopo 26 mesi di attività, la motivazione era alta come il primo giorno». Matt Taylor, project scientist di Rosetta, ha aggiunto: «Le operazioni sono state completate oltre due mesi fa e le squadre di ricercatori che lavorano agli strumenti sono molto concentrati sull’analisi dell’enorme quantità di dati raccolti nel corso di oltre due anni da Rosetta attorno alla cometa».
di Eleonora Ferroni (Media Inaf)

Coppia di nuovi esopianeti a 400 anni luce da noi

Due nuovi esopianeti vanno ad aggiungersi alla lista di quelli finora conosciuti nella nostra Galassia. A scoprire la coppia di giovanissimi pianeti extrasolari, tanto da risultare ancora in fase di formazione,  è stato un gruppo di astronomi guidato dal ricercatore italiano Andrea Isella della Rice University di Houston (Texas, Stati Uniti) grazie alle osservazioni del telescopio ALMA dell’ESO in Cile. I due oggetti celesti, entrambi di dimensioni comparabili al nostro pianeta Saturno, sono stati individuati in modo indiretto: gli scienziati hanno intuito la loro esistenza attorno alla giovane stella  HD 163296, di massa circa doppia a quella del Sole e distante 400 anni luce da noi, grazie alle riprese di ALMA che mettono in evidenza due evidenti “solchi” nel disco di polveri e gas che la circonda. Quegli anelli di spazio sostanzialmente privo di materia sono stati interpretati come le zone in cui altrettanti pianeti stanno completando il loro processo di accrescimento e formazione.

«ALMA ci ha mostrato immagini stupefacenti e scorci mai visti prima degli anelli e delle zone vuote intorno a giovani stelle che potrebbero rappresentare i segni caratteristici della formazione di nuovi pianeti» dice Isella, primo autore di un articolo pubblicato sulla rivista Physical review Letters. «Tuttavia, dato che stavamo solo guardando la polvere nei dischi con sufficiente precisione, non potevamo essere sicuri di ciò che ha dato origine a queste caratteristiche». Il gruppo di ricerca ha utilizzato ALMA per tracciare, per la prima volta, sia la distribuzione della polvere che del monossido di carbonio (CO) sotto forma di gas che compongono il disco attorno ad HD 163296 con un livello di dettaglio simile. Le osservazioni hanno rivelato tre distinte zone concentriche vuote nella polvere che compone il disco protoplanetario. La prima si trova a circa 60 unità astronomiche dalla stella centrale, ovvero 60 volte la distanza tra Terra e Sole, che è circa il doppio dello spazio che separa il Sole da Nettuno. Le altre due lacune si trovano a 100 e a 160 unità astronomiche dalla stella centrale: rispetto al nostro Sistema solare, si posizionerebbero ben oltre la fascia di Kuiper, la regione di corpi ghiacciati esterni all’orbita di Nettuno. I ricercatori hanno confermato con le osservazioni di ALMA la presenza di simili andamenti anche nella distribuzione del monossido di carbonio in concomitanza delle due lacune più esterne. In base a questa concomitanza di informazioni, gli astronomi ritengono di aver trovato prove convincenti della presenza di due pianeti in fase di formazione a grandi distanze dalla stella centrale. Le estensioni delle due regioni in cui sembra quasi del tutto assente sia la polvere che il gas suggeriscono che entrambi i potenziali pianeti abbiano massa comparabile a quella di Saturno.«Dati di quattro anni fa a più bassa risoluzione angolare ci avevano permesso di vedere solo un debole indizio di sotto-strutture in questo sistema; ora che il radiotelescopio ALMA è entrato a pieno regime abbiamo potuto rilevare queste incredibili e marcate strutture ad anello, indizio che il sistema è già in una fase avanzata della sua evoluzione e che molto probabilmente ha già dato origine a giganti gassosi. Commenta Greta Guidi, studentessa di dottorato di Ricerca all’Università di Firenze e all’INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, che ha partecipato allo studio. «ALMA ci sta facendo fare passi da gigante nella nostra comprensione del processo della formazione dei pianeti» sottolinea Leonardo Testi, astronomo dell’ESO e associato INAF, tra i coautori dell’articolo. «Dopo i primi risultati sulle strutture nella polvere in HL Tauri, TW Hydrae ed Elias 2-27, adesso finalmente possiamo anche osservare l’effetto dei pianeti sul gas molecolare. La combinazione di queste osservazioni di ALMA con osservazioni ad alta risoluzione e contrasto con ottica adattiva a LBT e VLT ci permetteranno presto anche di rivelare i giovani pianeti e studiarne le proprietà». Nella foto: Immagine del disco protoplanetario di polveri attorno alla stella HD 163296 ripreso da ALMA. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
di Marco Galliani (INAF)

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