SCOPERTE/ Oggetti come Plutone agitano le periferie di un sistema solare adolescente

- Luca Ricci

Il telescopio andino Alma ha studiato una stella a 90 anni luce dalla Terra  in direzione della costellazione della Chioma di Berenice. di LUCA RICCI

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Il telescopio Alma

Nel deserto andino di Atacama, nel nord del Cile, c’è uno dei più giganteschi telescopi attualmente in funzione: è ALMA (Atacama Large Millimeter Array), che incessantemente scandaglia il cielo alla ricerca di nuovi fenomeni da sottoporre all’analisi attenta degli astronomi di tutto il mondo. E le scoperte non mancano. Come quella annunciata pochi giorni fa dalla rivista Astrophysical Journal e relativa alle osservazioni dettagliate del disco protoplanetario che circonda la stella nota come HD 107146: la stella si trova a circa 90 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione della Chioma di Berenice; ha circa 100 milioni di anni, un’età corrispondente a quella che aveva il nostro Sole quando era a circa il 2% della sua esistenza.

Autore principale dello studio che riporta il resoconto della scoperta è un giovane scienziato italiano ben noto ai lettori de Ilsussidiario.net: è Luca Ricci, attualmente astronomo dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e, al tempo delle osservazioni, ricercatore al Caltech, il California Institute of Technology. Così ci ha raccontato la sua avventura tra le stelle.

Perché avete scelto di osservare proprio la stella HD 107146?

HD 107146 è una stella con le stesse proprietà del Sole, solamente più giovane, in quanto ha “solo” 100 milioni di anni. Questo sistema quindi ci permette di studiare un sistema planetario attorno ad una stella come il nostro Sole quando è ancora in età adolescenziale. 

Quali sono stati i vantaggi di poterla osservare col telescopio ALMA?

ALMA è stato fondamentale per questa scoperta. Altri telescopi simili (SMA e CARMA) in passato avevano osservato questo sistema ma, pur essendo riusciti a vedere polvere attorno alla stella, il livello di dettaglio di quelle immagini non era sufficiente per investigarne la distribuzione spaziale. Con il suo maggior numero di antenne e il fatto di trovarsi sull’altopiano di Chajnantor a 5000 m sulle Ande (a quelle altitudini la maggior parte dell’atmosfera è al di sotto del telescopio), ALMA può captare segnali 10-100 volte più deboli dei telescopi preesistenti; questo ci ha permesso di vedere emissione molto debole di polvere e in tal modo siamo riusciti a studiare come quella polvere è distribuita attorno alla stella. 

Come è avvenuta la scoperta?

Per prima cosa siamo riusciti a ottenere dei dati astronomici con ALMA; compito non facile perché ALMA e’ uno strumento molto avanzato, che attira l’interesse degli astronomi di tutto il mondo. Le richieste di osservazioni superano di molto il tempo a disposizione per le osservazioni nell’arco di un anno; nel nostro caso solo una richiesta di osservazioni su otto è stata esaudita. 

Dopo avere ottenuto le immagini, ci siamo subito resi conto di due aspetti interessanti e inattesi. Il primo è che la polvere “lontana” dalla stella (circa 150 unità astronomiche, cioè 150 volte la distanza Terra-Sole) è brillante circa quanto quella più vicina (30 unità astronomiche). Ciò è sorprendente perché, dato che le regioni esterne sono più fredde, ci saremmo aspettati di vedere la polvere periferica molto più debole di quella interna ben riscaldata dalla radiazione della stella. 

Il secondo?

Il secondo aspetto è che a circa 70-80 unità astronomiche dalla stella c’è una regione circolare più debole, come se ci fosse un solco nella polvere, probabilmente scavato da qualche pianeta. Ci sono voluti vari mesi di intenso lavoro per analizzare le immagini con l’utilizzo di modelli per quantificare questi effetti; questo lavoro ci ha permesso di confermare in modo rigorosamente scientifico questi due aspetti notati fin dall’inizio nelle immagini ALMA di HD 107146. 

 

Qual è l’importanza di una simile scoperta?

Il fatto che la polvere nelle regioni esterne ed interne abbia all’incirca la stessa luminosità implica che la densità della polvere sia più alta all’esterno. L’unica possibile spiegazione è che nelle regioni esterne si siano appena formati corpi della dimensione di Plutone, grandi circa 1000 km, che con la loro gravità danno velocità ad asteroidi più piccoli. Questi asteroidi “velocizzati” si scontrano molto frequentemente e dalle loro collisioni viene prodotta la grande quantità di polvere che abbiamo osservato con ALMA. Abbiamo quindi visto le conseguenze della formazione di oggetti come Plutone nelle periferie di una stella simile al Sole con un età molto più giovane. L’altro aspetto del “solco” è molto interessante perché implicherebbe la presenza di un pianeta molto lontano dalla stella, quasi tre volte la distanza fra Nettuno e il Sole. Abbiamo bisogno di ulteriori osservazioni con ALMA nei prossimi anni per investigare meglio la struttura del solco e capire il tipo di pianeta che, con la sua gravità, può aver scavato questa struttura.

 

Quali quindi le conseguenze rispetto alla  conoscenza del nostro sistema solare?

Come dicevo, HD 107146 ci permette di studiare un sistema che riflette le fasi adolescenziali del nostro sistema solare, quando comete e asteroidi erano presenti in maggior abbondanza rispetto ad ora. Le nostre osservazioni mostrano come, in queste fasi giovani, le regioni periferiche di un sistema planetario possano essere estremamente attive.

Nei pochi giorni dalla pubblicazione di questa ricerca, varie decine di siti nel mondo hanno riportato i risultati del nostro studio e più di 55 milioni di persone hanno letto la notizia. Il vedere la mia passione per le stelle condivisa da cosi tante persone nel mondo è per me molto emozionante, soprattutto se penso come tutto questo sia partito dal guardare le stelle da bambino con mio padre, nelle campagne di San Pancrazio, un paese di meno di 2000 abitanti nella periferia di Ravenna.  

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