Il nuovo lavoro di un team internazionale di astronomi, tra cui Jaehan Bae di Carnegie, ha utilizzato i dati d'archivio del radiotelescopio per sviluppare un nuovo metodo per trovare pianeti extrasolari molto giovani. La loro tecnica ha confermato con successo l'esistenza di due pianeti di massa di Giove precedentemente previsti intorno alla stella HD 163296. Il loro lavoro è pubblicato dal Lettere per riviste astrofisiche .

Delle migliaia di esopianeti scoperti dagli astronomi, solo una manciata sono nei loro anni di formazione. Trovare altri pianetini aiuterà gli astronomi a rispondere alle molte domande in sospeso sulla formazione dei pianeti, compreso il processo attraverso il quale il nostro Sistema Solare è venuto alla luce.

Le giovani stelle sono circondate da dischi rotanti di gas e polvere da cui si formano i pianeti. Le 60 antenne del radiotelescopio dell'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA, sono stati in grado di visualizzare questi dischi con una chiarezza mai vista prima.

Il team di ricerca, che comprende l'autore principale Richard Teague e il coautore Edwin Bergin dell'Università del Michigan, Tilman Birnstiel dell'Università Ludwig Maximilian di Monaco di Baviera, e Daniel Foreman-Mackey del Flatiron Institute, hanno utilizzato i dati d'archivio ALMA per dimostrare che le anomalie nella velocità del gas in questi dischi protoplanetari rotanti possono essere utilizzate per indicare la presenza di pianeti giganti.

Altre tecniche per trovare piccoli pianeti nei dischi che circondano le giovani stelle si basano sull'osservazione dell'emissione proveniente dalle particelle di polvere di un disco. Ma la polvere rappresenta solo l'1% della massa di un disco, quindi il team ha deciso di concentrarsi invece sul gas che costituisce il 99 percento di un disco giovane.

La loro nuova tecnica si concentra sul moto del gas, sondare i gradienti di pressione radiale nel gas per vedere la forma delle perturbazioni, come vortici e vortici in un letto di torrenti rocciosi, consentendo agli astronomi di effettuare una determinazione più precisa delle masse e delle posizioni di eventuali pianeti incorporati nel disco.

Il loro nuovo metodo ha confermato con successo l'esistenza precedentemente prevista di due pianeti di massa di Giove intorno a HD 163296. Essi orbitano a distanze di 83 e 137 volte quella tra il Sole e la Terra, sebbene la loro stella ospite sia molto più luminosa del nostro Sole.

"Sebbene la polvere svolga un ruolo importante nella formazione del pianeta e ci fornisca informazioni preziose, è il gas che rappresenta il 99 percento della massa dei dischi protoplanetari. È quindi fondamentale studiare la cinematica, o movimento, del gas per capire meglio cosa sta succedendo nei dischi che osserviamo, " ha spiegato Bae.

"Questo metodo fornirà prove essenziali per aiutare a interpretare le immagini della polvere ad alta risoluzione provenienti da ALMA. Inoltre, rilevando i pianeti in questa fase giovane abbiamo la migliore opportunità ancora di testare come si formano le loro atmosfere e quali molecole vengono rilasciate in questo processo, ", ha detto l'autore principale Teague.