Osservare la nascita di un pianeta

Per un'intera notte, la fotocamera ad alta risoluzione a infrarossi del gigantesco telescopio VLT in Cile è stata focalizzata su un singolo oggetto, anche se il tempo di osservazione presso l'European Southern Observatory ESO sul Monte Paranal è molto prezioso. Con l'aiuto dei dati raccolti dallo strumento chiamato Naco, un team internazionale guidato da Sascha Quanz dell'ETH di Zurigo è stato in grado di confermare le sue precedenti ipotesi: Un pianeta giovane e gassoso, probabilmente non dissimile dal nostro Giove, orbita attorno alla stella denominata HD 100546.

In termini astronomici, HD 100546 è considerata giovane, con un'età compresa tra cinque e dieci milioni di anni, e dista "solo" 335 anni luce dal nostro vicinato cosmico. Come molte giovani stelle, è circondata da un grande disco di gas e polvere. Il giovane pianeta si trova nella sua regione esterna, a una distanza dalla sua stella madre circa 50 volte superiore a quella della Terra dal Sole.

Scenario improbabile della fionda

Il team aveva già pubblicato un primo documento di ricerca nel 2013 in cui ipotizzava l'esistenza di questo giovane pianeta. In quell'occasione, tuttavia, i ricercatori avevano discusso un'altra spiegazione per i dati raccolti: L'oggetto osservato potrebbe anche essere un pianeta gigante significativamente più grande ma più vecchio che si è formato più all'interno del disco circumstellare ed è stato espulso. "Non possiamo ancora escludere completamente questo scenario", ammette Sascha Quanz. "Ma è molto meno probabile della nostra spiegazione che si tratti di un pianeta nascente".

Se l'oggetto si fosse formato prima, più all'interno, avrebbe dovuto essere espulso esattamente nel piano del disco di gas e polvere al momento giusto perché i ricercatori potessero osservarlo ora. "Sarebbe una coincidenza molto grande", afferma Sascha Quanz. Ecco perché si privilegia l'interpretazione più ovvia, che in questo caso è abbastanza esotica. Sulla base delle nuove osservazioni, i ricercatori sono anche certi che il segnale misurato non può provenire da una sorgente di fondo. "La migliore spiegazione per le proprietà osservate è in realtà un pianeta di recente formazione inserito nel disco attorno alla sua stella madre", conclude lo studio, condotto nell'ambito del Centro nazionale di competenza per la ricerca "PlanetS" e ora pubblicato su "Astrophysical Journal".

Laboratorio cosmico

Il pianeta - chiamato HD 100546 b - è il primo oggetto di questo tipo ad essere stato scoperto finora. "Ci fornisce dati osservativi unici sul processo di formazione di un pianeta gigante gassoso", spiega Sascha Quanz. Come, dove e quando si formano i pianeti giganti nei dischi intorno alle giovani stelle è stato studiato principalmente a livello teorico o con l'aiuto di simulazioni al computer. "Ora abbiamo un 'laboratorio' da cui possiamo ottenere informazioni empiriche", spiega il ricercatore del Fare all'ETH.

Altri astronomi hanno poi trovato altre due giovani stelle che si pensa possano ospitare giovani pianeti giganti, ma questi oggetti sembrano essere in una fase di sviluppo leggermente più avanzata: Sulle loro orbite hanno già lasciato grandi vuoti nei dischi in cui sono inseriti. Tali vuoti mancano nelle vicinanze di HD 100546 b.

"Il nostro oggetto è ancora in fase di formazione e sembra ancora circondato da molta polvere e gas", afferma Sascha Quanz. Oltre al disco circumstellare intorno alla stella, potrebbe quindi esserci un disco circumplanetario più piccolo che circonda il pianeta in formazione.

Radiazione termica da una vasta area

Sulla base delle osservazioni in tre diverse gamme di lunghezze d'onda, i ricercatori sono riusciti a ricavare una prima stima della temperatura e delle dimensioni dell'oggetto. In base a questa, sembra che la temperatura media sia di Chi siamo di 600 gradi Celsius in un'area il cui diametro corrisponde a sette diametri di Giove. Il fatto che la radiazione termica provenga da un'area così ampia suggerisce che la sorgente sia una combinazione di un pianeta giovane e di un disco circumplanetario. Le future osservazioni con il radiotelescopio Alma nel deserto cileno di Atacama dovrebbero confermare che il pianeta emergente è effettivamente circondato da un disco e fornire indizi sulla sua massa e dimensione.

E forse HD 100546 fornirà ancora più informazioni: sulla base di precedenti osservazioni della stella, gli astronomi sospettano che un secondo pianeta possa orbitarle intorno. Sarebbe circa cinque volte più vicino alla stella rispetto al giovane pianeta ora individuato. Gli astronomi potrebbero quindi essere in grado di osservare la formazione di più pianeti nello stesso sistema. Tuttavia, l'esistenza del secondo pianeta interno non è ancora stata confermata. Non sarebbe sorprendente: molti dei quasi 2000 esopianeti scoperti finora appartengono a un sistema con più pianeti, come il nostro sistema solare.