Culle Stellari per Giovani Pianeti

24 Feb 2020 Culle Stellari per Giovani Pianeti

Un team internazionale di astronomi ha utilizzato i radiotelescopi ALMA e VLA per ricavare oltre 300 immagini di dischi protoplanetari circostanti giovani stelle nelle Nubi di Orione. Le immagini rivelano nuovi dettagli sui luoghi di formazione dei pianeti e sulle prime fasi della nascita stellare.

Gran parte delle stelle nel cosmo possiedono esopianeti, nati nei dischi di gas e polveri che le circondano quando sono giovani. Gli astronomi studiano la formazione di questi dischi, compito non facile dal momento che le giovani stelle sono fioche e si annidano all’interno di spesse nubi di gas e polveri. Le osservazioni in banda radio possono penetrare le cortine polverose, per rivelare gli oggetti al loro interno. Gli scienziati hanno utilizzato il Very Large Array (VLA) e l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) per osservare una regione di spazio ricca di nuove stelle in formazione, la Nube Molecolare di Orione. La campagna osservativa VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM) è, ad oggi, la più vasta survey diretta a giovani stelle e ai loro dischi. Le protostelle nascono all’interno di nubi di gas e polveri: il primo passo per la nascita di una stella è il collasso gravitazionale di una densa nube molecolare. Durante questo processo, il materiale in via di collasso forma attorno alla baby-stella un disco rotante che alimenta la sua crescita. Parte del materiale nel disco andrà a formare nuovi pianeti.

L’immagine mostra la Nube Molecolare di Orione, obiettivo della survey VANDAM. I puntini gialli indicano le posizioni delle protostelle osservate su un’immagine di fondo blu ripresa dal telescopio Herschel. I pannelli mostrano nove giovani stelle riprese da ALMA (in blu) e dal VLA (in arancio). Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; Herschel/ESA

Tuttavia, molti aspetti di queste prime fasi della nascita stellare e della formazione dei dischi sono poco compresi. Questa nuova campagna osservativa fornisce indizi importanti per chiarire alcuni misteri, inquadrando protostelle e dischi in varie fasi della loro formazione. “La survey ha rivelato massa e dimensione media di questi dischi protoplanetari molto giovani”, afferma John Tobin del National Radio Astronomy Observatory (NRAO). “Ora possiamo confrontarli con dischi più vecchi che sono stati studiati in dettaglio tramite ALMA”. Gli scienziati hanno scoperto che i dischi molto giovani possono essere simili in dimensione, ma mediamente sono molto più massicci dei dischi più vecchi. “Quando una stella cresce, ingloba sempre più materiale dal disco. Questo implica che i dischi più giovani abbiano una quantità di materiale grezzo molto maggiore, da cui possono formarsi dei pianeti. Forse i pianeti più grandi iniziano già a formarsi attorno a stelle molto giovani”.

Tra centinaia di immagini, quattro protostelle hanno catturato l’attenzione degli astronomi. “Queste stelle neonate appaiono molto irregolari e informi”, spiega Nicole Karnath dell’University of Toledo, Ohio. “Riteniamo che si trovino in una delle fasi più precoci della formazione stellare e alcune potrebbero non essersi ancora trasformate in protostelle”. “Non siamo certi dell’età di questi oggetti, ma probabilmente hanno meno di una decina di migliaia di anni”. Per poter essere definite tipiche protostelle, gli oggetti dovrebbero presentare non solo un disco appiattito circostante, ma anche un getto di materiale espulso in opposte direzioni. Una delle baby-stelle dello studio, HOPS 404, ha un deflusso in uscita a una velocità di appena 2 chilometri al secondo, mentre un tipico deflusso di una protostella raggiunge velocità tra 10 e 100 chilometri al secondo.

“È uno dei deflussi più piccoli che abbiamo osservato e supporta la nostra teoria su come dovrebbe apparire il primo stadio della formazione di una protostella”, spiega Karnath. L’elevata risoluzione e la sensibilità di ALMA e del VLA si sono rivelate fondamentali per studiare sia le regioni esterne che quelle interne delle protostelle e dei loro dischi. Mentre le immagini di ALMA riprendono in grande dettaglio il denso materiale polveroso attorno alle baby-stelle, le riprese del VLA a lunghezze d’onda più lunghe hanno permesso di analizzare le strutture interne delle protostelle più giovani, a scale più piccole del nostro Sistema Solare.

Nell’immagine una giovanissima stella, avvolta in un vortice di polveri e gas, spara getti gemelli nello spazio. L’astro si trova nel Complesso Nebuloso Molecolare Orion B, a poco più di 1350 anni luce di distanza da noi.
Credit: ESA/Hubble & NASA, D. Padgett (GSFC), T. Megeath (University of Toledo), and B. Reipurth (University of Hawaii)

https://public.nrao.edu/news/how-newborn-stars-prepare-for-the-birth-of-planets/

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