Con uno strumento del Very Large Telescope in Cile, gli scienziati dell'ETH di Zurigo hanno osservato dischi che formano pianeti attorno a giovani stelle simili al sole 4, 5 miliardi di anni fa. Sorprendentemente, i dischi sono molto diversi. I dati aiuteranno a far luce sui processi di formazione dei pianeti.

Uno strumento, che è stato parzialmente sviluppato e costruito presso l'ETH di Zurigo, ha ora avuto particolare successo nello studio delle stelle appena nate ancora circondate da gas e polvere. Con SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) presso l'European Southern Observatory (ESO), gli astronomi dell'ETH di Zurigo e del Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg sono riusciti a riprendere immagini di dischi che formano pianeti attorno alle giovani stelle:questi dischi, chiamati dischi protoplanetari, esistono intorno alle cosiddette stelle TTauri – le progenitrici del nostro Sole – così come intorno alle sorelle più massicce chiamate stelle Herbig Ae/Be. Finora gli astronomi si sono concentrati principalmente sulle stelle Herbig Ae/Be nei loro studi, ma con un nuovo, ambizioso programma chiamato DARTTS-S (Disks Around TTauri Stars with SPHERE), Henning Avenhaus e Sascha Quanz, ex e attuali membri del NCCR PlanetS all'ETH di Zurigo, ora sono stati in grado di utilizzare le capacità di SPHERE per intraprendere un'indagine sui dischi TTauri.

I risultati per le prime otto stelle sono pubblicati in un documento pubblicato dal Giornale Astronomico . "Non solo siamo stati in grado di rilevare chiaramente tutti e otto i dischi, " riassume Henning Avenhaus, "ma, sorprendentemente, sembravano tutti molto diversi in particolare per quanto riguarda le loro dimensioni." Mentre alcuni di essi potevano essere rilevati solo con un raggio di 80 au (80 volte la distanza Sole-Terra e circa il doppio della distanza media Sole-Plutone), altri potrebbero essere ricondotti a un sorprendente 700 au. "La maggior parte dei dischi mostrava anelli, un fenomeno noto da precedenti osservazioni di stelle più massicce, " spiega Sascha Quanz:"Tuttavia, nessuno di loro mostrava strutture a spirale, che è un fenomeno osservato regolarmente nei dischi di Herbig." Una domanda chiave ora è capire da dove provenga questa differenza e cosa significhi per la formazione dei pianeti attorno a diversi tipi di stelle.

Inizia con una cattiva base

Per quanto successo sia stato il progetto, è iniziato male, come ricorda Henning Avenhaus:"Mentre la prima proposta per intraprendere tali osservazioni era già stata scritta nel marzo 2013 e molto apprezzata (allora utilizzando il vecchio strumento NACO), lavori imprevisti che hanno dovuto essere eseguiti sullo strumento hanno reso impossibile la rilevazione dei dati." Lo stesso è accaduto di nuovo nel settembre 2013. Ancora una volta, lo strumento non era disponibile. Un terzo tentativo nel marzo 2014 ha prodotto la pianificazione richiesta, nel marzo 2015, quando Henning Avenhaus è volato al telescopio solo per scoprire che lo strumento (ancora NACO) aveva un malfunzionamento la notte prima dell'inizio delle osservazioni. Non che importasse:vento e nuvole rendevano comunque impossibile l'osservazione.

A questo punto, il team ha deciso di passare al nuovo strumento, SPHERE, e ha programmato le prime osservazioni nel marzo 2016. Questa volta, ha funzionato:sia lo strumento che il tempo si sono comportati bene, come ricorda Henning Avenhaus:"Ero presente al Cerro Paranal, la posizione del Very Large Telescope, lavorando di notte per eseguire le osservazioni e, occasionalmente, esce dalla sala di controllo per dirigersi verso la piattaforma del telescopio e ammirare l'impressionante spettacolo di stelle".

I dati rilevati nel corso di diverse notti nel marzo 2016 e nell'anno successivo sono stati di altissima qualità. Più di cinque anni dopo l'idea del programma, i ricercatori sono ora premiati con risultati che aiuteranno a far luce sui processi di formazione dei pianeti. "Questo set di dati di alta qualità mostra in modo impressionante la potenza di SPHERE per queste osservazioni e aumenta significativamente il numero di vivai planetari studiati ad alta risoluzione, consentendoci di ottenere una comprensione statistica della formazione dei pianeti, " riassume Sascha Quanz. Ulteriori risultati del programma DARTTS-S e osservazioni simili con il radiotelescopio ALMA in Cile dovrebbero contribuire a questo.