Nuove osservazioni nitide hanno rivelato caratteristiche sorprendenti nei dischi che formano pianeti attorno a giovani stelle. Lo strumento SFERA, montato sul Very Large Telescope dell'ESO, ha permesso di osservare le complesse dinamiche dei giovani sistemi solari. I risultati recentemente pubblicati da tre squadre di astronomi mostrano l'impressionante capacità di SPHERE di catturare il modo in cui i pianeti scolpiscono i dischi che li formano, esponendo le complessità dell'ambiente in cui si formano i nuovi mondi.

Tre squadre di astronomi hanno utilizzato SPHERE, uno strumento avanzato per la caccia di esopianeti sul Very Large Telescope (VLT) presso l'Osservatorio dell'ESO al Paranal, per far luce sull'enigmatica evoluzione dei nascenti sistemi planetari. L'esplosione del numero di esopianeti conosciuti negli ultimi anni ha reso il loro studio uno dei campi più dinamici dell'astronomia moderna.

Oggi è noto che i pianeti si formano da vasti dischi di gas e polvere che circondano stelle appena nate, noti come dischi protoplanetari. Questi possono estendersi per migliaia di milioni di chilometri. Col tempo, le particelle in questi dischi protoplanetari si scontrano, si combinano e alla fine si accumulano in corpi di dimensioni planetarie. Però, i dettagli più fini dell'evoluzione di questi dischi formanti pianeti rimangono misteriosi.

SPHERE è una recente aggiunta alla gamma di strumenti del VLT e con la sua combinazione di nuove tecnologie, fornisce un metodo potente per visualizzare direttamente i dettagli fini dei dischi protoplanetari. L'interazione tra dischi protoplanetari e pianeti in crescita può modellare i dischi in varie forme:vasti anelli, bracci a spirale o vuoti d'ombra. Questi sono di particolare interesse poiché deve ancora essere trovato un legame univoco tra queste strutture e i pianeti scolpiti; un mistero che gli astronomi sono desiderosi di risolvere. Fortunatamente, Le capacità specializzate di SPHERE consentono ai team di ricerca di osservare direttamente queste straordinarie caratteristiche dei dischi protoplanetari.

Per esempio, RX J1615 è una giovane stella, che giace nella costellazione dello Scorpione, 600 anni luce dalla Terra. Una squadra guidata da Jos de Boer, dell'Osservatorio di Leida nei Paesi Bassi, trovato un complesso sistema di anelli concentrici che circondano la giovane stella, formando una forma che ricorda una versione titanica degli anelli che circondano Saturno. Una tale intricata scultura di anelli in un disco protoplanetario è stata ripresa solo una manciata di volte prima, e ancora più emozionante, l'intero sistema sembra avere solo 1,8 milioni di anni. Il disco mostra accenni di essere plasmato da pianeti ancora in via di formazione.

L'età del disco protoplanetario appena rilevato rende RX J1615 un sistema eccezionale, poiché la maggior parte degli altri esempi di dischi protoplanetari rilevati finora sono relativamente vecchi o evoluti. L'inaspettato risultato di De Boer è stato subito ripreso dalle conclusioni di un team guidato da Christian Ginski, anche dell'Osservatorio di Leida. Hanno osservato la giovane stella HD 97048, situato nella costellazione del Camaleonte, a circa 500 anni luce dalla Terra. Attraverso un'attenta analisi, hanno scoperto che anche il disco giovanile attorno a questa stella si è formato in anelli concentrici. La simmetria di questi due sistemi è un risultato sorprendente, poiché la maggior parte dei sistemi protoplanetari contiene una moltitudine di bracci a spirale asimmetrici, vuoti e vortici. Queste scoperte aumentano significativamente il numero di sistemi noti con più anelli altamente simmetrici.

Un esempio particolarmente spettacolare del più comune disco asimmetrico è stato catturato da un gruppo di astronomi guidati da Tomas Stolker dell'Anton Pannekoek Institute for Astronomy, Paesi Bassi. Questo disco circonda la stella HD 135344B, distante circa 450 anni luce. Sebbene questa stella sia stata ben studiata in passato, SPHERE ha permesso al team di vedere il disco protoplanetario della stella in modo più dettagliato che mai. Si pensa che la grande cavità centrale e due prominenti strutture a forma di braccio a spirale siano state create da uno o più protopianeti massicci, destinati a diventare mondi simili a Giove.

Inoltre, quattro strisce scure, apparentemente ombre proiettate dal movimento del materiale all'interno del disco di HD 135344B, sono stati osservati. Sorprendentemente, una delle serie notevolmente cambiate nei mesi tra i periodi di osservazione:un raro esempio di osservazione dell'evoluzione planetaria si verifica in tempo reale, suggerendo cambiamenti che si verificano nelle regioni del disco interno che non possono essere rilevati direttamente da SPHERE. Oltre a produrre bellissime immagini, queste ombre tremolanti forniscono un modo unico di sondare le dinamiche delle regioni più interne del disco.

Come per gli anelli concentrici trovati da de Boer e Ginski, queste osservazioni del team di Stolker dimostrano che l'ambiente complesso e mutevole dei dischi che circondano le giovani stelle è ancora in grado di produrre nuove sorprendenti scoperte. Costruendo un impressionante corpo di conoscenze su questi dischi protoplanetari, queste squadre si stanno avvicinando alla comprensione di come i pianeti modellano i dischi che li formano, e quindi a comprendere la stessa formazione dei pianeti.