I pianeti si formano in dischi di gas e polveri che circondano le giovani stelle. Gli astronomi sono stati in grado di ottenere, per la prima volta, immagini dettagliate di tali dischi protoplanetari attorno a due stelle, grazie al telescopio Subaru delle Hawaii. Le immagini rivelano con chiarezza caratteristiche come gli anelli e le lacune presenti che sono associate con la formazione di pianeti giganti.
Le osservazioni fanno parte di una indagine sistematica per la ricerca di pianeti attorno a stelle con dischi di formazione planetaria, condotta grazie ad una telecamera ad elevato contrasto progettata specificamente per questo scopo.
I sistemi planetari come il nostro si formano grazie alla forza di gravità che raccoglie il materiale composto da gas e polvere avanzati dalla formazione stellare, in un denso, disco appiattito di materia in orbita intorno alla stella. La stessa forza di gravità addensa il materiare attorno a nuclei più pesanti fino a formare per compressione dei corpi densi, chiamati appunto pianeti. Gli ultimi anni hanno visto progressi sostanziali sia nelle osservazioni (per lo più indirette) che nella elaborazione di modelli teorici sui dischi "protoplanetari". Le due nuove osservazioni hanno aggiunto nuovi intriganti dettagli, rivelando alcune strutture che non erano mai state viste direttamente.
La prima delle due stelle osservate è LkCa 15, che si trova a circa 450 anni luce dalla Terra nella costellazione del Toro. Con una età di pochi milioni di anni, LkCa 15 è una stella giovane rispetto al Sole che è mille volte più vecchio. Dalle precedenti osservazioni del suo spettro infrarosso e dall'analisi delle sue emissioni, gli scienziati hanno dedotto la presenza di un ampio divario nel centro del suo disco protoplanetario. Le nuove immagini mostrano la luce delle stelle lucenti fuori dalla superficie del disco, che delineano chiaramente per la prima volta il bordo tagliente. Ancora più interessante è la forma ellittica del divario che non è centrata sulla stella, ma appare sbilenca.
"La spiegazione più probabile per il divario del disco di LkCa 15 e in particolare per la sua asimmetria, è che uno o più pianeti, appena nati dal materiale del disco, hanno travolto il gas e la polvere lungo le loro orbite", afferma Christian Thalmann, che ha guidato la di studio, presso il Max Planck Institute for Astronomy (MPIA). Curiosamente, il divario nel disco è sufficientemente grande per accogliere le orbite di tutti i pianeti del nostro Sistema Solare. Si ipotizza quindi che LkCa 15 potrebbe essere in procinto di formare un intero sistema planetario simile al nostro. "Non abbiamo rilevato ancora lo stesso tipo di pianeti", ha aggiunto Thalmann, "ma la situazione potrebbe cambiare presto".
La seconda osservazione stellare, guidata da Jun Hashimoto (National Observatory of Japan), si è incentrata su AB Aur nella costellazione dell'Auriga, ad una distanza di 470 anni luce dalla Terra. Questa stella è ancora più giovane, con un'età di soli un milione di anni. Già le prime osservazioni mostrarono scale di lunghezza paragonabile alle dimensioni del nostro Sistema Solare, con un anello di materiale inclinato rispetto al piano equatoriale del disco, curiosamente, non distribuito simmetricamente attorno alla stella, con lineamenti irregolari che indicano la presenza di almeno un pianeta molto massiccio.
Le osservazioni fatte con cui lo strumento HiCIAO installato sul Subaru Telescope di 8,2 metri correggono l'effetto distorsione dell'atmosfera terrestre e fisicamente bloccano la maggior parte della luce della stella, permettendo di vedere quallo che esiste attorno ad essa.
Le osservazioni sono parte del progetto SEEDS, acronimo di Strategic Explorations of Exoplanets and Disks with Subaru.
Foto in alto: L' immagine in alto, ripresa con la fotocamera HiCIAO installata sul Subaru Telescope mostra un arco luminoso di luce diffusa (bianca) dal disco protoplanetario attorno alla giovane stella LkCa 15 (al centro, mascherato con un cerchio scuro). E' un arco tagliente interno al margine della sagoma con un ampio divario nel disco. Il divario è decisamente sbilanciato ed è nettamente più ampio sul lato sinistro, ed è stato molto probabilmente scavato da uno o più pianeti neonati che orbitano intorno alla stella. (Credit: MPIA Copyright (Christian Thalmann) & NAOJ).
Traduzione a cura di Arthur McPaul
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