L'immagine più nitida mai presa di un disco di polvere attorno a un'altra stella ha rivelato strutture nel disco che sono segni di pianeti invisibili.
Il Dr. Michael Liu, astronomo dell'Istituto di astronomia dell'Università delle Hawaii, ha acquisito immagini ad alta risoluzione della vicina stella AU Microscopii (AU Mic) usando il Keck Telescope, il più grande telescopio a infrarossi del mondo. A una distanza di soli 33 anni luce, AU Mic è la stella più vicina che possiede un disco visibile di polvere. Si ritiene che tali dischi siano i luoghi di nascita dei pianeti.
“Non possiamo ancora immaginare direttamente i giovani pianeti intorno a AU Mic, ma nemmeno loro possono nasconderci completamente. Si rivelano attraverso la loro influenza gravitazionale, formando modelli nel mare di granelli di polvere in orbita attorno alla stella ", ha detto il dott. Liu.
I risultati saranno pubblicati nel Science Express online del 12 agosto e nell'edizione cartacea di Science di settembre.
Un disco di polvere di solito sembrerebbe relativamente privo di caratteristiche e simmetrico, perché qualsiasi disturbo sarebbe levigato mentre il materiale orbita attorno alla stella. Tuttavia, ciò non si osserva nel caso di AU Mic. Invece, il Dr. Liu ha scoperto che il suo disco è irregolare e possiede dei grumi. Queste strutture sorgono e sono mantenute a causa dell'influenza gravitazionale di compagni planetari invisibili.
I grumi nel disco di AU Mic si trovano a separazioni di 25-40 Unità Astronomiche dalla stella centrale (dove un'unità Astronomica è la distanza dalla Terra al Sole), o circa 2-4 miliardi di miglia. Nel nostro sistema solare, ciò corrisponde alle regioni in cui risiedono Nettuno e Plutone.
AU Mic è una stella rossa fioca, con solo metà della massa e un decimo dell'energia prodotta dal sole. Precedenti studi hanno dimostrato che AU Mic ha circa 12 milioni di anni, un'epoca ritenuta una fase attiva della formazione del pianeta. In confronto, il nostro Sole ha circa 4,6 miliardi di anni, o circa 400 volte più vecchio, e la formazione del pianeta è finita da tempo.
“Studiando stelle molto giovani come AU Mic, otteniamo informazioni sul processo di formazione del pianeta mentre si sta verificando. Di conseguenza, apprendiamo la nascita del nostro sistema solare e dei suoi pianeti ", ha detto Liu.
Le immagini da sole non possono ancora dirci quali tipi di pianeti sono presenti, solo che i pianeti sono abbastanza grandi da alterare gravitazionalmente la distribuzione della polvere. Tuttavia, molte strutture nel disco AU Mic sono osservate come ellittiche (non circolari), indicando che le orbite planetarie sono ellittiche. Questo è diverso rispetto al nostro sistema solare, dove la maggior parte dei pianeti segue orbite circolari.
Le immagini dei dischi attorno alle stelle vicine sono molto rare. All'inizio di quest'anno, il Dr. Liu e i suoi colleghi hanno annunciato la scoperta del grande disco polveroso attorno a AU Mic. La luce del disco di AU Mic proviene da piccole particelle di polvere che riflettono la luce della stella centrale. Le nuove immagini sono 30 volte più nitide delle precedenti, consentendo la scoperta dei grumi nel disco interno di AU Mic.
Il Dr. Liu ha utilizzato il telescopio Keck II situato a Mauna Kea, nelle Hawaii, per questa ricerca. I due telescopi Keck sono i più grandi telescopi a infrarossi del mondo, ciascuno con uno specchio primario di 10 metri di diametro. I telescopi sono dotati di ottica adattiva, una potente tecnologia che corregge le immagini astronomiche per la sfocatura causata dall'atmosfera turbolenta della Terra.
Le immagini a infrarossi risultanti sono il più nitido mai ottenuto di un disco circumstellare, con una risoluzione angolare di 1/25 di un secondo d'arco, circa 1 / 500.000 di diametro della luna piena. Se la visione di una persona fosse nitida come il sistema di ottica adattiva Keck, sarebbe in grado di leggere una rivista che si trovava a un miglio di distanza. Nel caso di AU Mic, le immagini di Keck possono vedere elementi piccoli come 0,4 Unità astronomiche, a meno della metà della distanza dalla Terra al Sole.
"È notevole la rapidità con cui l'ottica adattiva di Keck è passata dall'essere una tecnologia dimostrativa esotica alla produzione di risultati scientifici di qualità senza precedenti", ha affermato il dott. Frederic H. Chaffee, direttore dell'Osservatorio W. M. Keck. “Stiamo entrando in una nuova era dell'imaging ad alta risoluzione in astronomia. Le immagini mozzafiato di Liu su possibili pianeti in formazione attorno a AU Mic sarebbero state inimmaginabili da qualsiasi telescopio - basato sullo spazio o sulla Terra - pochi anni fa. Questo è un momento emozionante per tutti noi. ”
Una prestampa del documento può essere trovata sul sito web astro-ph
Questo lavoro è stato supportato in parte dalla National Science Foundation.
Fonte originale: IfA News Release
