Ogni anno, circa due masse terrestri di materiale fluisce verso il disco della giovane stella V346 Né dai suoi dintorni, per finire sulla stella provocando schiarimento. Il fenomeno difficile da vedere è stato catturato da un gruppo di ricerca guidato dall'Ungheria utilizzando ALMA, il più grande telescopio astronomico sulla Terra. L'osservazione aiuta nella comprensione di un fenomeno chiave:come i dischi circumstellari si evolvono e alla fine formano i pianeti.

Nuovi pianeti nascono nell'universo ogni secondo. I più interessanti sono quelli simili alla Terra, soprattutto se hanno la possibilità di ospitare la vita.

Fino a qualche decennio fa, erano disponibili solo stime e previsioni di modelli per delineare dove e come nascono i pianeti abitabili o i pianeti inabitabili.

Oggi, grazie ai più grandi telescopi, la situazione è diversa:gli astronomi possono intravedere i dettagli della formazione di stelle e pianeti e stanno imparando di più sulle circostanze della loro nascita.

Importanti progressi sono stati compiuti in questo campo da un team coordinato da ricercatori ungheresi. L'ultimo numero di Giornale Astrofisico pubblicato un articolo di Ágnes Kóspál e collaboratori, in cui studiano la giovane stella V346 Nor e il suo ambiente. V346 Né una protostella ha solo poche centinaia di migliaia di anni di massa solare 0,1, ma è ancora in crescita. È possibile che i pianeti si stiano attualmente formando intorno ad esso. È un obiettivo ideale per analizzare quali fattori determinano le proprietà dei pianeti in formazione e dei loro dintorni. Per questo, è importante conoscere la composizione, temperatura, e granulometria del disco in cui crescono i pianeti.

La parte esterna del sistema è costituita da un ampio, involucro tenue da cui gas e polvere fluiscono verso il centro. Nel mezzo, c'è un disco appiattito, dove la stella appena nata cattura materiale dal bordo interno del disco. La parte esterna del disco viene riempita dalla busta in caduta. La velocità di quest'ultimo flusso è stata misurata per la prima volta proprio dal team guidato dall'Ungheria, e risulta essere circa un milionesimo di massa solare (o due masse terrestri) all'anno.

Il più grande telescopio per catturare i più piccoli dettagli

Il sistema di antenne radio ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) si trova nel deserto secco di Atacama ad un'altitudine di 5000 metri sul livello del mare.

Una volta completato, sarà composto da 66 radiotelescopi con parabole di 12 e 7 metri di diametro, la maggior parte dei quali sono già in atto e operativi.

Lo strumento è in grado di rilevare radiazioni elettromagnetiche dal cielo con lunghezze d'onda comprese tra 350 micrometri e 3 millimetri. Questa gamma spettrale consente lo studio delle parti più dense delle regioni di formazione stellare e dell'ambiente delle giovani stelle, che non sono osservabili alla luce ottica.

Gli esperti del Centro di ricerca per l'astronomia e le scienze della terra dell'Accademia delle scienze ungherese hanno scattato immagini della giovane stella V346 Nor e del suo ambiente con una risoluzione spaziale di un secondo d'arco e hanno analizzato la struttura e il movimento del materiale gassoso. Il bersaglio è un giovane oggetto eruttivo, una stella pre-sequenza principale che sta ancora crescendo catturando materiale dall'ambiente circostante. La produzione di energia di tali oggetti varia con il tempo, a seconda dell'effettivo flusso di materiale dal disco sulla stella. A causa del trasporto irregolare del materiale, a volte si verificano eruzioni spettacolari. In questi tempi, il disco si riscalda e la sua materia si trasforma man mano che i granelli di polvere si cristallizzano, come scoprirono alcuni anni fa i ricercatori ungheresi.

Sebbene molti dettagli siano incerti in questo processo, Ágnes Kóspál e i suoi colleghi hanno identificato e studiato un fenomeno ancora meno noto nel sistema.

Sappiamo che il disco fornisce materiale alla protostella, ma il modo in cui il disco riceve materiale dall'involucro diffuso circostante è sconosciuto.

Il tasso di caduta sul disco è molto più alto del tasso dal disco sulla stella, così il disco trattiene il materiale per un po'. Il trasporto di massa dal disco alla stella è di solito piuttosto lento, e aumenta solo occasionalmente, quando provoca uno schiarimento. I ricercatori ungheresi hanno dimostrato per la prima volta quantitativamente quanto materiale cade dall'involucro sul disco, dove si accumula e cade sulla stella in modo irregolare.

I ricercatori hanno mappato la posizione e il movimento del materiale del disco utilizzando misurazioni della linea spettrale della molecola di monossido di carbonio e l'emissione di 1,3 millimetri di polvere. Il gas e la polvere sono i più densi nella regione centrale di 350 AU intorno alla stella centrale. Qui, il movimento rotatorio del materiale del disco è determinato dal campo gravitazionale della stella centrale. Più lontano, c'è un appiattito, struttura a disco, un cosiddetto pseudo-disco, il cui movimento è una combinazione di caduta e rotazione, conservando il momento angolare dell'inviluppo circostante.

Secondo le nuove misurazioni ALMA, lo pseudo-disco riceve due masse terrestri di materiale ogni anno, che è significativamente maggiore del tasso di raccolta di massa della protostella centrale.

Le osservazioni danno la prima prova diretta che le eruzioni di oggetti stellari così giovani avvengono quando si accumula così tanto materiale nel disco interno che diventa instabile e il flusso di massa verso la stella diventa molto più veloce per un po'.

Squadra internazionale guidata dall'Ungheria

"Questa è la prima misurazione diretta di una discrepanza tra il flusso di massa dall'involucro al disco e dal disco alla stella in una giovane stella eruttiva, " afferma Ágnes Kóspál. Il gruppo internazionale guidato dall'Ungheria ha sfruttato la risoluzione spaziale e la sensibilità senza precedenti di ALMA nella sua scoperta. Le conoscenze di base per lo studio sono state in gran parte fornite dal gruppo di ricerca sui dischi MTA CSFK, un team formato nel 2014 presso l'Osservatorio Konkoly per studiare la dinamica dei dischi circumstellari e la formazione di stelle e pianeti nell'era ALMA. Questo progetto ha fornito il quadro in cui sono stati sviluppati i metodi di analisi per questo studio.

Questo argomento è promettente, perché si suppone che le eruzioni delle giovani stelle abbiano un effetto diretto sul materiale del disco. Nel sistema V346 Nor, potrebbero già esserci planetesimi che alla fine formeranno esopianeti, sebbene la maggior parte di loro cadrà nella stella o sarà distrutta dalle eruzioni. Nei prossimi decenni, Ágnes Kóspál e i suoi collaboratori intendono comprendere questi dischi dinamici e far luce sui passaggi che portano alla formazione dei pianeti e sui fattori che la influenzano.