Una formazione planetaria caotica nel sistema della giovanissima stella AB Aurigae

Il sistema di AB Aurigae con il suo protopianeta visti da Hubble
Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta uno studio sul protopianeta catalogato come AB Aurigae b, un gigante gassoso che sta crescendo seguendo un processo inusuale chiamato instabilità del disco. Un team di ricercatori ha utilizzato osservazioni condotte con il telescopio spaziale Hubble e con il telescopio Subaru sul Mauna Kea, alle Hawaii, che coprono un intervallo di tempo tra il 2007 e il 2021 per trovare le prove di quella formazione violenta. Provare che i giganti gassosi possono formarsi in seguito all’instabilità del disco aiuterà a capire meglio anche la storia del sistema solare.

I modelli di formazione planetaria sono diventati più sofisticati nel corso del tempo ma quello principale rimane il modello dell’accrescimento lento con un progressivo accumulo di materiali attorno a un nucleo protoplanetario. La scoperta di molti dischi protoplanetari che in vari casi mostrano processi di formazione planetaria in atto hanno permesso di raccogliere prove di questo modello ma anche indizi della possibilità che pianeti possano formarsi anche in altri modi.

Il sistema della stella AB Aurigae, giovanissima in termini astronomici, mostra una formazione planetaria di tipo diverso, molto più caotico e violento. Per questo motivo era già stato studiato e nel maggio 2020 era stato annunciato che un protopianeta era stato fotografato. Secondo il modello dell’instabilità del disco, i giganti gassosi possono formarsi in dischi protoplanetari massicci nei quali le tensioni gravitazionali causano la loro frammentazione in parti con grandi masse che possono unirsi in termini relativamente rapidi.

Per trovare le prove di un processo di instabilità del disco in atto è necessario ottenere osservazioni su lunghi periodi che mostrino i movimenti all’interno del disco protoplanetario. La longevità del telescopio spaziale Hubble è stata fondamentale per ottenere questo risultato. Due strumenti di Hubble, STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) e NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) sono stati utilizzati per osservare il sistema AB Aurigae tra il 2007 e il 2021. Altri dati sono stati raccolti grazie allo strumento SCExAO sul telescopio Subaru, che ha lo scopo di fotografare in modo diretto gli esopianeti.

L’immagine (Scienza: NASA, ESA, Thayne Currie (Subaru Telescope, Eureka Scientific Inc.). Elaborazione immagine: Thayne Currie (Subaru Telescope, Eureka Scientific Inc.), Alyssa Pagan (STScI)) mostra il sistema AB Aurigae fotografato dal telescopio spaziale Hubble in vari momenti nel 2007 e nel 2021.

Le immagini raccolte hanno permesso di esaminare le dinamiche nel disco protoplanetario attorno ad AB Aurigae. Il fatto che questo sistema in fase di formazione sia visibile quasi di piatto dalla Terra è un vantaggio nell’esame della sua evoluzione. La longevità del telescopio spaziale Hubble ha permesso di avere immagini che mostrano la situazione del disco a oltre un decennio di distanza. Si tratta di un tempo brevissimo in termini astronomici ma sufficiente per processi caotici come i movimenti che hanno offerto le prove della formazione di un pianeta.

Il protopianeta catalogato come AB Aurigae b non è ancora completo eppure la sua massa è stata stimata in circa dieci volte quella di Giove. La sua distanza dalla sua stella è oltre doppio di quella di Plutone dal Sole e secondo i modelli a quella distanza ci vorrebbe un tempo lunghissimo per la formazione di un gigante gassoso per accrescimento del nucleo.

Questo studio porta prove riguardanti il modello dell’instabilità del disco e osservazioni utili a perfezionarlo. Ciò aiuterà a capire quali pianeti si formano in un modo e quali in un altro. Aiuterà anche a capire meglio la formazione del sistema solare e stabilire se ed eventualmente quali pianeti gassosi possano essersi formati in seguito a un’instabilità del disco.

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