Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta la scoperta di grumi di materia che potrebbero diventare pianeti attorno alla giovane stella V960 Mon. Un team di ricercatori che include Antonio Garufi dell’INAF (Istituto nazionale di astrofisica) di Arcetri ha usato lo strumento SPHERE montato sul VLT dell’ESO e il radiotelescopio ALMA, entrambi in Cile, per esaminare lo stato di quello che potrebbe essere un sistema in fase di formazione. La rilevazione di masse stimate in diverse volte quella della Terra potrebbero costituire la prima prova della formazione di pianeti tramite il processo dell’instabilità gravitazionale.
Osservando sistemi in fase di formazione, astronomi hanno trovato in passato prove della formazione di pianeti giganti attraverso il meccanismo dell’accrescimento del nucleo, che avviene quando granelli di polvere si uniscono progressivamente attorno a un nucleo. I modelli indicano la possibilità che pianeti di quel tipo si formino anche per instabilità gravitazionale, quando grandi masse di materia collassano in un pianeta. Questo meccanismo non è ancora stato osservato ma potrebbe essere il processo in atto attorno alla stella V960 Mon.
Distante oltre 5.000 anni luce dalla Terra, la stella V960 Mon ha destato l’interesse degli astronomi nel 2014, quando la sua luminosità è aumentata di venti volte in pochissimo tempo. Per questo motivo, è stata classificata come stella FU Orionis, o FUor. Secondo i modelli, questi cambiamenti avvengono quando una stella ancora in formazione inghiotte una massa di materiali del disco di gas e polveri che la circonda.
Quella sorta di superbrillamento di V960 Mon ha portato a osservazioni condotte con vari strumenti negli anni successivi. Lo strumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) è stato progettato per fotografare direttamente esopianeti ma è utile anche per ottenere immagini di sistemi in fase di formazione. Nel caso di V960 Mon, SPHERE ha mostrato la formazione di intricati bracci di spirale che si estendono su distanze maggiori dell’interno sistema solare.
L’analisi di osservazioni presenti nell’archivio del radiotelescopio ALMA ha permesso di integrare le immagini di SPHERE ottenendo un ritratto più completo di ciò che sta succedendo attorno a V960 Mon. ALMA permette di osservare più in profondità nelle strutture e in questo caso mostra che i bracci di spirale si stanno frammentando formando grumi di materia con masse paragonabili a quelle di pianeti.
L’osservazione dei grumi di materia è la prima prova della frammentazione di un braccio di spirale e un’indicazione di un processo di instabilità gravitazionale nella formazione di pianeti. Tuttavia, ciò non vuol dire che tutti i grumi diventeranno pianeti e i ricercatori esaminano le varie possibilità.
Studi precedenti legati ai modelli di formazione tramite instabilità gravitazionale avevano già offerto varie possibilità. Ad esempio, grumi di materia possono disintegrarsi a causa di interazioni mareali con altri grumi o altre strutture attorno alla stella, soprattutto se non si raffreddano abbastanza da poter collassare in un protopianeta. Una possibilità interessante è che un grumo venga inghiottito dalla stella e ciò potrebbe essere la causa delle notevoli variazioni di luminosità delle stelle FUor e quindi anche di V960 Mon.
Una possibile conseguenza dell’inghiottimento di un grumo di materia da parte della stella è l’espulsione di un grumo secondario. Esso potrebbe finire nello spazio interstellare diventando un cosiddetto pianeta orfano oppure una nana bruna, a seconda della quantità di materiali espulsi. Nel caso di V960 Mon, le immagini di SPHERE suggeriscono che potrebbe esservi una compagna.
Le osservazioni condotte poco dopo l’aumento di luminosità della stella V960 Mon suggeriscono che sia legato ai grumi di materia attorno ad essa ma non sono sufficienti a provarlo. Nei prossimi anni sarà possibile condurre osservazioni con nuovi strumenti che offriranno maggiori dettagli e informazioni sulla composizione dei materiali che compongono gas e polveri. Studi mirati del sistema di V960 Mon e di altre stelle FUor aiuteranno a capire meglio quali processi sono in atto in questi giovani sistemi in formazione sia nell’accrescimento delle stelle che nella formazione di pianeti.
