La Danza Orbitale di due Giovani Stelle

07 Ott 2021 La Danza Orbitale di due Giovani Stelle

Analizzando dati del radiotelescopio ALMA ottenuti nel corso di un trienno, gli astronomi hanno riprodotto il moto orbitale del giovane sistema XZ Tauri, composto da due stelle in orbita una attorno all’altra, ognuna circondata dal proprio disco protoplanetario. I risultati gettano nuova luce sull’origine delle stelle binarie e dei pianeti in formazione nei sistemi stellari multipli.

“Questo risultato è stato reso possibile grazie a ricchi dati di archivio ad alta risoluzione del telescopio ALMA”, spiega Takanori Ichikawa dell’Università di Kagoshima, Giappone, a guida dello studio. “La ricerca utilizza tre anni di dati osservativi. I risultati dimostrano la possibilità di realizzare un nuovo metodo di studio utilizzando animazioni radio-astronomiche invece che immagini convenzionali. Spero che questo metodo contribuirà in futuro a chiarire vari fenomeni astronomici”.

In figura rappresentazione del moto orbitale del sistema binario XZ Tau. La posizione di XZ Tau A (in basso a sinistra) è fissa, mentre viene evidenziato il moto relativo di XZ Tau B. La distribuzione delle onde radio emesse dai dischi protoplanetari è resa nella scala del grigio (2015), con contorni rossi (2016) e con contorni blu (2017). Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Ichikawa et al.

Il Sole è una stella singola, ma l’Universo è ricco di sistemi binari, composti da due stelle in orbita una attorno all’altra. Durante la sua giovinezza, ognuna delle stelle in un sistema binario è circondata da un disco protoplanetario costituito da gas e polveri, un luogo dove possono andare a formarsi nuovi pianeti. Rimangono molti misteri da risolvere sui meccanismi di formazione dei dischi e dei pianeti in questi giovani sistemi. “Per studiare la formazione dei pianeti nei sistemi binari, è importante determinare accuratamente il moto orbitale delle due stelle e l’inclinazione di ognuno dei due dischi protoplanetari”, spiega Shigehisa Takakuwa, coautore dello studio. La teoria prevede due diversi meccanismi di formazione per i sistemi binari: uno coinvolge la rottura di un singolo disco gassoso più grande, mentre l’altro prevede la frammentazione della vasta nube molecolare in cui si forma il sistema, a causa di violente turbolenze. Nel primo caso, secondo gli astronomi, l’orbita delle stelle binarie e dei singoli dischi dovrebbe giacere sullo stesso piano.

D’altro canto, nel secondo caso, il piano orbitale delle due stelle e il piano dei dischi dovrebbero essere differenti. Il team ha ricavato dall’archivio di ALMA i dati relativi al giovane sistema stellare XZ Tau, osservato negli anni 2015, 2016 e 2017. XZ Tau è una stella binaria situata a circa 450 anni luce da noi, nella Costellazione del Toro. Analizzando accuratamente i dati, i ricercatori hanno realizzato per la prima volta un’animazione del moto orbitale delle stelle binarie. Lo studio del moto dimostra che la stella XZ Tau B si è mossa di 3,4 unità astronomiche attorno alla sua compagna XZ Tau A durante questi tre anni. In questo modo il team ha ricavato la struttura tridimensionale dell’orbita. Inoltre, analizzando l’effetto doppler e la distribuzione di onde radio emesse dal disco attorno ad ogni stella, i ricercatori hanno scoperto che i dischi sono disallineati in maniera significativa uno rispetto all’altro, e che non giacciono sullo stesso piano dell’orbita binaria. Questa è la prima volta in cui è stato ricavato chiaramente il moto orbitale di un giovane sistema binario nel corso del tempo, dimostrando che l’inclinazione è differente da quella dei dischi circumstellari. I risultati suggeriscono che il sistema XZ Tau si sia formato attraverso la frammentazione della vasta nube molecolare di origine.

Nell’immagine rappresentazione artistica del sistema binario XZ Tau. Le due giovani stelle sono dotare ognuna di un disco protoplanetario inclinato rispetto all’altro. Inoltre orbitano lungo un piano differente da quello di entrambi i dischi.
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

https://alma-telescope.jp/en/news/press/xztau-202110

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