La scoperta di un pianeta gigante in orbita attorno alla sua stella a 650 volte la distanza media Terra-Sole ha lasciato gli astronomi perplessi su come si possa essere formato.
Un team internazionale di astronomi della University of Arizona hanno scoperto un pianeta extrasolare 11 volte la massa di Giove che orbita intorno alla sua stella a 650 volte la distanza media Terra-Sole.
Chiamato HD 106906 b è diverso da qualsiasi altro oggetto nel nostro Sistema Solare.
"Questo sistema è particolarmente affascinante perché nessun modello di una pianeta o formazione stellare puó spiegarlo", ha detto Vanessa Bailey, che ha guidato la ricerca.
Si pensa che i pianeti vicini alle loro stelle, come la Terra, si fondono da piccoli planetesimi nati nel disco primordiale di gas e polveri che circonda una stella in formazione. Tuttavia, questo processo agisce troppo lentamente per far crescere i pianeti giganti lontano dalla loro stella. Un altro meccanismo proposto è che i pianeti giganti si possano formare da un rapido collasso diretto di materiale del disco. Tuttavia, i dischi primordiali raramente contengono una massa sufficiente nei tratti esterni per consentire ad un pianeta come HD 106906 b di formarsi. Diverse ipotesi alternative sono state avanzate, tra cui la formazione di un mini sistema stellare binario.
"Un sistema binario può formarsi quando due ciuffi adiacenti di gas collassano più o meno indipendentemente per formare stelle abbastanza vicine per esercitare un'attrazione gravitazione reciproca e legarle insieme in una orbita" spiegato Bailey.
"È possibile che, nel caso del sistema di HD 106906 la stella e il pianeta collassano indipendentemente dai ciuffi di gas, ma per qualche motivo un ciuffo progenitore del pianeta era affamato di materiale e non è mai cresciuto abbastanza per accendersi e diventare una stella".
Secondo Bailey, il problema relativo a questo scenario è che il rapporto di massa delle due stelle in un sistema binario è tipicamente non più di 10 a 1.
"Nel nostro caso, il rapporto di massa è superiore di 100 a 1," ha spiegato. "Questo rapporto di massa estrema, non è previsto dalle teorie di formazione di stelle binarie, proprio come la teoria della formazione dei pianeti prevede che non si possano formare pianeti così lontani dalla stella ospite".
Questo sistema è inoltre di particolare interesse, perché i ricercatori possono ancora rilevare il residuo "disco di detriti" del materiale lasciato dal pianeta e dalla formazione stellare.
"Sistemi come questo, dove abbiamo ulteriori informazioni sull'ambiente in cui il pianeta si trova, hanno il potenziale di aiutarci a distinguere i vari modelli di formazione", ha aggiunto Bailey. "Future osservazioni del moto orbitale del pianeta e del disco di detriti della stella primaria potranno aiutarci a rispondere a questa domanda".
A soli 13 milioni di anni, questo giovane pianeta brilla ancora dal calore residuo della sua formazione. Perché con i suoi 2.700 gradi Fahrenheit (circa 1.500 gradi Celsius) il pianeta è molto più fresco rispetto alla sua stella ospite, emette la maggior parte della sua energia negli infrarossi piuttosto che nella luce visibile.
La Terra a confronto, si è formata 4,5 miliardi anni fa ed è quindi circa 350 volte più vecchia di HD 106906 b.
Le osservazioni con le imaging dirette richiedono immagini squisitamente nitide, simili a quelle fornite dal telescopio spaziale Hubble. Per raggiungere questa risoluzione della Terra è richiesta una tecnologia chiamata Adaptive Optics, o AO. Il team ha utilizzato i nuovi Magellan Adaptive Optics System (Magao) e la fotocamera dell'infrarosso termico Clio2, entrambe sviluppate presso l'UA e montate su un telescopio Magellan da 6,5 metri, nel deserto di Atacama in Cile.
Il prof. Laird Chiudi ha detto: "Magao era in grado di utilizzare la sua speciale Adaptive camera, con 585 attuatori, ogni movimento 1.000 volte al secondo, per eliminare la sfocatura dell'atmosfera. La correzione atmosferica ha consentito l'individuazione del debole calore emesso da questo esopianeta senza confusione dalla stella madre più calda".
"Clio è stato ottimizzato per le lunghezze d'onda infrarosse termiche, in cui i pianeti giganti sono più brillanti rispetto alle loro stelle di accoglienza, il che significa che i pianeti vengono più facilmente impressi a queste lunghezze d'onda", ha spiegato il prof. Philip Hinz, che dirige il Centro di UA per le Astronomicol Adaptive Optics.
Il team è stato in grado di confermare che il pianeta si sta muovendo insieme alla sua stella ospite, confutandoli con i dati del telescopio spaziale Hubble otto anni prima per un altro programma di ricerca. Utilizzando lo spettrografo FIRE, anch'esso installato sul telescopio Magellan, il team ha confermato la natura planetaria del compagno. "Le immagini ci hanno confermato la sua presenza e alcune informazioni sulle sue proprietà, ma solo uno spettro ci dà informazioni dettagliate sulla natura e composizione", ha spiegato il co-ricercatore Megan Reiter, presso il Dipartimento di Astronomia UA. "Tali informazioni dettagliate, raramente sono disponibile per pianeti extrasolari direttamente impressionate, rendendo HD 106906 un obiettivo prezioso per lo studio futuro".
"Ogni nuovo pianeta rilevato direttamente spinge la nostra comprensione di come e dove i pianeti si possono formare," ha detto il co-ricercatore Tiffany Meshkat, uno studente laureato presso il Leiden Observatory, nei Paesi Bassi. "Questa scoperta è particolarmente emozionante perché il pianeta è in orbita così lontano dalla sua stella madre. Questo porta a molte domande intriganti sulla sua storia di formazione e sulla composizione. Scoperte come HD 106906 b ci forniscono una comprensione più profonda della diversità degli altri sistemi planetari".
Il documento di ricerca, A Planetary-mass Companion Outside a Massive Debris Disk è stato accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters e apparirà in un prossimo numero.
lo sviluppo di Magao è stato finanziato dal programma principale Research Instrumentation del National Science Foundation, e il suo programma Telescope System Instrumentation Program and an Advanced Technologies and Instrumentation Award.
I membri del team scoperta sono Vanessa Bailey (UA), Tiffany Meshkat (Leiden Observatory [LO]), Megan Reiter (UA), Katie Morzinski (UA), Jared Maschi (UA), Kate YL Su (UA), Philip M . Hinz (UA), Matthew Kenworthy (LO), Daniel Stark (UA), Eric Mamajek (University of Rochester), Runa Briguglio (Arcetri Observatory [AO]), Laird M. Chiudi (UA), Katherine B. Follette (UA ), Alfio Puglisi (AO), Timothy Rodigas (UA, Carnegie Institute di Washington [CIW]), Alycia J. Weinberger (CIW), e Marco Xompero (AO).
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Foto in alto:
Rappresentazione artistica del sistema planetario HD106906 (Credit: NASA/JPL-Caltech)
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131205141629.htm
Sponsor:
Un team internazionale di astronomi della University of Arizona hanno scoperto un pianeta extrasolare 11 volte la massa di Giove che orbita intorno alla sua stella a 650 volte la distanza media Terra-Sole.
Chiamato HD 106906 b è diverso da qualsiasi altro oggetto nel nostro Sistema Solare.
"Questo sistema è particolarmente affascinante perché nessun modello di una pianeta o formazione stellare puó spiegarlo", ha detto Vanessa Bailey, che ha guidato la ricerca.
Si pensa che i pianeti vicini alle loro stelle, come la Terra, si fondono da piccoli planetesimi nati nel disco primordiale di gas e polveri che circonda una stella in formazione. Tuttavia, questo processo agisce troppo lentamente per far crescere i pianeti giganti lontano dalla loro stella. Un altro meccanismo proposto è che i pianeti giganti si possano formare da un rapido collasso diretto di materiale del disco. Tuttavia, i dischi primordiali raramente contengono una massa sufficiente nei tratti esterni per consentire ad un pianeta come HD 106906 b di formarsi. Diverse ipotesi alternative sono state avanzate, tra cui la formazione di un mini sistema stellare binario.
"Un sistema binario può formarsi quando due ciuffi adiacenti di gas collassano più o meno indipendentemente per formare stelle abbastanza vicine per esercitare un'attrazione gravitazione reciproca e legarle insieme in una orbita" spiegato Bailey.
"È possibile che, nel caso del sistema di HD 106906 la stella e il pianeta collassano indipendentemente dai ciuffi di gas, ma per qualche motivo un ciuffo progenitore del pianeta era affamato di materiale e non è mai cresciuto abbastanza per accendersi e diventare una stella".
Secondo Bailey, il problema relativo a questo scenario è che il rapporto di massa delle due stelle in un sistema binario è tipicamente non più di 10 a 1.
"Nel nostro caso, il rapporto di massa è superiore di 100 a 1," ha spiegato. "Questo rapporto di massa estrema, non è previsto dalle teorie di formazione di stelle binarie, proprio come la teoria della formazione dei pianeti prevede che non si possano formare pianeti così lontani dalla stella ospite".
Questo sistema è inoltre di particolare interesse, perché i ricercatori possono ancora rilevare il residuo "disco di detriti" del materiale lasciato dal pianeta e dalla formazione stellare.
"Sistemi come questo, dove abbiamo ulteriori informazioni sull'ambiente in cui il pianeta si trova, hanno il potenziale di aiutarci a distinguere i vari modelli di formazione", ha aggiunto Bailey. "Future osservazioni del moto orbitale del pianeta e del disco di detriti della stella primaria potranno aiutarci a rispondere a questa domanda".
A soli 13 milioni di anni, questo giovane pianeta brilla ancora dal calore residuo della sua formazione. Perché con i suoi 2.700 gradi Fahrenheit (circa 1.500 gradi Celsius) il pianeta è molto più fresco rispetto alla sua stella ospite, emette la maggior parte della sua energia negli infrarossi piuttosto che nella luce visibile.
La Terra a confronto, si è formata 4,5 miliardi anni fa ed è quindi circa 350 volte più vecchia di HD 106906 b.
Le osservazioni con le imaging dirette richiedono immagini squisitamente nitide, simili a quelle fornite dal telescopio spaziale Hubble. Per raggiungere questa risoluzione della Terra è richiesta una tecnologia chiamata Adaptive Optics, o AO. Il team ha utilizzato i nuovi Magellan Adaptive Optics System (Magao) e la fotocamera dell'infrarosso termico Clio2, entrambe sviluppate presso l'UA e montate su un telescopio Magellan da 6,5 metri, nel deserto di Atacama in Cile.
Il prof. Laird Chiudi ha detto: "Magao era in grado di utilizzare la sua speciale Adaptive camera, con 585 attuatori, ogni movimento 1.000 volte al secondo, per eliminare la sfocatura dell'atmosfera. La correzione atmosferica ha consentito l'individuazione del debole calore emesso da questo esopianeta senza confusione dalla stella madre più calda".
"Clio è stato ottimizzato per le lunghezze d'onda infrarosse termiche, in cui i pianeti giganti sono più brillanti rispetto alle loro stelle di accoglienza, il che significa che i pianeti vengono più facilmente impressi a queste lunghezze d'onda", ha spiegato il prof. Philip Hinz, che dirige il Centro di UA per le Astronomicol Adaptive Optics.
Il team è stato in grado di confermare che il pianeta si sta muovendo insieme alla sua stella ospite, confutandoli con i dati del telescopio spaziale Hubble otto anni prima per un altro programma di ricerca. Utilizzando lo spettrografo FIRE, anch'esso installato sul telescopio Magellan, il team ha confermato la natura planetaria del compagno. "Le immagini ci hanno confermato la sua presenza e alcune informazioni sulle sue proprietà, ma solo uno spettro ci dà informazioni dettagliate sulla natura e composizione", ha spiegato il co-ricercatore Megan Reiter, presso il Dipartimento di Astronomia UA. "Tali informazioni dettagliate, raramente sono disponibile per pianeti extrasolari direttamente impressionate, rendendo HD 106906 un obiettivo prezioso per lo studio futuro".
"Ogni nuovo pianeta rilevato direttamente spinge la nostra comprensione di come e dove i pianeti si possono formare," ha detto il co-ricercatore Tiffany Meshkat, uno studente laureato presso il Leiden Observatory, nei Paesi Bassi. "Questa scoperta è particolarmente emozionante perché il pianeta è in orbita così lontano dalla sua stella madre. Questo porta a molte domande intriganti sulla sua storia di formazione e sulla composizione. Scoperte come HD 106906 b ci forniscono una comprensione più profonda della diversità degli altri sistemi planetari".
Il documento di ricerca, A Planetary-mass Companion Outside a Massive Debris Disk è stato accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters e apparirà in un prossimo numero.
lo sviluppo di Magao è stato finanziato dal programma principale Research Instrumentation del National Science Foundation, e il suo programma Telescope System Instrumentation Program and an Advanced Technologies and Instrumentation Award.
I membri del team scoperta sono Vanessa Bailey (UA), Tiffany Meshkat (Leiden Observatory [LO]), Megan Reiter (UA), Katie Morzinski (UA), Jared Maschi (UA), Kate YL Su (UA), Philip M . Hinz (UA), Matthew Kenworthy (LO), Daniel Stark (UA), Eric Mamajek (University of Rochester), Runa Briguglio (Arcetri Observatory [AO]), Laird M. Chiudi (UA), Katherine B. Follette (UA ), Alfio Puglisi (AO), Timothy Rodigas (UA, Carnegie Institute di Washington [CIW]), Alycia J. Weinberger (CIW), e Marco Xompero (AO).
Traduzione a cura di Arthur McPaul
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Rappresentazione artistica del sistema planetario HD106906 (Credit: NASA/JPL-Caltech)
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