Immagine ALMA del sistema L1448 IRS3B, con due giovani stelle al centro e una terza distante da esse. La struttura a spirale nel disco polveroso che li circonda indica instabilità nel disco, dicevano gli astronomi. Credito:Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF.
Per la prima volta, gli astronomi hanno visto un disco di materiale polveroso attorno a una giovane stella frammentarsi in un sistema multistellare. Gli scienziati avevano sospettato un tale processo, causato da instabilità gravitazionale, era al lavoro, ma nuove osservazioni con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) hanno rivelato il processo in azione.
"Questo nuovo lavoro supporta direttamente la conclusione che ci sono due meccanismi che producono più sistemi stellari:frammentazione di dischi circumstellari, come vediamo qui, e la frammentazione della più grande nube di gas e polvere da cui si formano le giovani stelle, "ha detto John Tobin, dell'Università dell'Oklahoma e dell'Osservatorio di Leiden nei Paesi Bassi.
Le stelle si formano in gigantesche nuvole di gas e polvere, quando il materiale tenue nelle nuvole collassa gravitazionalmente in nuclei più densi che iniziano ad attirare ulteriore materiale verso l'interno. Il materiale in caduta forma un disco rotante attorno alla giovane stella. Infine, la giovane stella accumula massa sufficiente per creare le temperature e le pressioni al suo centro che attiveranno le reazioni termonucleari.
Studi precedenti avevano indicato che i sistemi stellari multipli tendono ad avere stelle compagne relativamente vicine, entro circa 500 volte la distanza Terra-Sole, o molto più distanti, più di 1, 000 volte quella distanza. Gli astronomi hanno concluso che le differenze di distanza derivano da diversi meccanismi di formazione. I sistemi più ampiamente separati, loro hanno detto, si formano quando la nuvola più grande si frammenta per turbolenza, e recenti osservazioni hanno sostenuto questa idea.
Immagine combinata ALMA e VLA del sistema L1448 IRS3B. Credito:Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF.
Si pensava che i sistemi più vicini risultassero dalla frammentazione del disco più piccolo che circonda una giovane protostella, ma quella conclusione era basata principalmente sulla relativa vicinanza delle stelle compagne.
"Ora, abbiamo visto questa frammentazione del disco all'opera, " ha detto Tobin.
Tobin, Kaitlin Kratter dell'Università dell'Arizona, e i loro colleghi hanno usato ALMA e il VLA per studiare un giovane sistema a tre stelle chiamato L1448 IRS3B, situato in una nuvola di gas nella costellazione di Perseo, circa 750 anni luce dalla Terra. La più centrale delle giovani stelle è separata dalle altre due da 61 e 183 volte la distanza Terra-Sole. Tutti e tre sono circondati da un disco di materiale che ALMA ha rivelato avere una struttura a spirale, una caratteristica che, gli astronomi hanno detto, indica instabilità nel disco.
"L'intero sistema probabilmente è inferiore a 150, 000 anni." disse Kratter. "La nostra analisi indica che il disco è instabile, e la più separata delle tre protostelle potrebbe essersi formata solo negli ultimi 10, 000 a 20, 000 anni, " lei ha aggiunto.
Concezione artistica di come si sviluppa il sistema a tre stelle. Sinistra, disco di frammenti di materiale in protostelle separate. Destra, il sistema stellare risultante. Credito:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.
Il sistema L1448 IRS3B, concludono gli astronomi, fornisce prove osservative dirette che la frammentazione nel disco può produrre giovani sistemi a più stelle molto presto nel loro sviluppo.
"Ora ci aspettiamo di trovare altri esempi di questo processo e speriamo di scoprire quanto contribuisce alla popolazione di stelle multiple, " ha detto Tobin.
Gli scienziati hanno presentato i loro risultati nell'edizione del 27 ottobre della rivista Natura .
