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L'immagine più dettagliata ottenuta da ALMA di un disco protoplanetario

Evidenza della formazione di pianeti in un'orbita simile a quella della Terra intorno a una stella giovane

31 Marzo 2016

Questa nuova immagine di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mostra i dettagli più fini mai visti finora nel disco protoplanetario che circonda la vicina stella TW Hydrae, simile al Sole. Si vedono interruzioni alla stessa distanza dalla stella di quella della Terra dal Sole, e ciò potrebbe suggerire la presenza di una versione più giovane del nostro pianeta, o forse di una super-Terra, più massiccia, che si sta appena formando.

La stella TW Hydrae è oggetto di studio comune a causa della sua vicinanza alla Terra (solo circa 175 anni luce di distanza) e la sua giovane età (circa 10 milioni di anni). Ha anche un'orientazione favorevole in quanto si presenta di faccia se vista dalla Terra. Ciò fornisce agli astronomi una veduta rara e non distorta dell'intero disco protoplanetario intorno alla stella.

"Studi precedenti con telescopi radio e ottici confermano che TW Hydrae è circondata da un disco molto evidente con strutture che suggeriscono che alcuni pianeti stiano iniziando a coalescere", ha spiegato Sean Andrews dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, USA, primo autore dell'articolo pubblicato oggi dalla rivista Astrophysical Journal Letters. "Le nuove immagini di ALMA mostrano il disco in un dettaglio senza precedenti, rivelando una serie di anelli concentrici brillanti formati da polvere e interruzioni scure, tra cui alcune forme che indicano che un pianeta con orbita simile a quella della terra si stia formando".

Altri intervalli evidenti nell'immagine si trovano a tre miliardi e sei miliardi di chilometri dalla stella centrale, a distanze simili alla distanza media di Urano e Plutone dal Sole nel Sistema Solare. Anche questi sono probabilmente dovuti a particelle che si sono agglomerate fino a formare pianeti, i quali hanno poi ripulito l'orbita dalla polvere e dal gas e mantenuto il resto del materiale su bande ben definite.

Per le nuove osservazioni di TW Hydrae gli astronomi hanno riprodotto la debole emissione radio dei grani di polvere di dimensioni millimetriche nel disco, rivelando dettagli dell'ordine della distanza tra la Terra e il Sole (circa 150 milioni di chilometri). Queste osservazioni dettagliate sono possibili grazie all'alta risoluzione di ALMA, e alla configurazione a lunga linea di base. Quando le antenne di ALMA sono alla loro massima separazione, fino a 15 chilometri di distanza, il telescopio è in grado di risolvere i minimi dettagli. "Questa è l'immagine con la più alta risoluzione spaziale di un disco protoplanetario mai ottenuta da ALMA, a non sarà facile batterla in futuro!" ha detto Andrews [1].

"TW Hydrae è veramente speciale. È il disco protoplanetario più vicino alla Terra che si conosca e può assomigliare al Sistema Solare quando aveva solo 10 milioni di anni", aggiunge il coautore David Wilner, sempre dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Le osservazioni precedenti di ALMA di un altro sistema, HL Tauri, mostrano che anche i dischi protoplanetari più giovani - appena un milione di anni - possono mostrare segni simili della formazione dei pianeti. Studiando il disco di TW Hydrae, più vecchio, gli astronomi sperano di comprendere meglio l'evoluzione del nostro pianeta e le prospettive future per sistemi simili nella Via Lattea.

Ora gli astronomi desiderano scoprire quanto siano comuni queste strutture nei dischi intorno ad altre giovani stelle e come possono cambiare nel tempo o a seconda dell'ambiente.

Note

[1] La risoluzione angolare delle immagini di HL Tauri era simile a quelle delle nuove osservazioni, ma essendo TW Hydrae più vicina alla Terra, si possono vedere anche i dettagli più minuti.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è stata presentata nell'articolo "Ringed Substructure and a Gap at 1 AU in the Nearest Protoplanetary Disk", di S.M. Andrews et al., apparso nell'Astrophysical Journal Letters.

Il gruppo è composto da Sean M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA) , Zhaohuan Zhu (Princeton University, Princeton, New Jersey, USA), Tilman Birnstiel (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germania), John M. Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago, Cile), Laura M. Peréz (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germania), Xue-Ning Bai (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), A. Meredith Hughes (Wesleyan University, Van Vleck Observatory, Middletown, USA), Andrea Isella (Rice University, Houston, Texas, USA) e Luca Ricci (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA).

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, la U.S. National Science Foundation (NSF) e gli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS),  in cooperazione con la repubblica del Cile. ALMA è stato fondato dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'NSF in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e dal NINS in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS) e l'Istituto di Astronomia e Scienze Spaziali della Corea (KASI).

La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Cambridge, Massachusetts, USA
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1611.

Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":eso1611it
Nome:TW Hydrae
Tipo:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016ApJ...820L..40A

Immagini

Immagine ALMA di un disco intorno alla giovane stella TW Hydrae
Immagine ALMA di un disco intorno alla giovane stella TW Hydrae
Immagine ALMA del disco di un pianeta in formazione intorno alla giovane stella TW Hydrae, simile al Sole
Immagine ALMA del disco di un pianeta in formazione intorno alla giovane stella TW Hydrae, simile al Sole
Le regioni interne del disco protoplanetario di TW Hydrae osservate da ALMA
Le regioni interne del disco protoplanetario di TW Hydrae osservate da ALMA

Video

ALMA image of the disc around the young star TW Hydrae
ALMA image of the disc around the young star TW Hydrae
soltanto in inglese

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