Questa spettacolare immagine dello strumento SPHERE sul Very Large Telescope dell'ESO è la prima immagine chiara di un pianeta catturato nell'atto stesso della formazione attorno alla stella nana PDS 70. Il pianeta si distingue chiaramente, visibile come un punto luminoso a destra del centro dell'immagine, che viene oscurato dalla maschera coronografica utilizzata per bloccare la luce accecante della stella centrale. Credito:ESO/A. Muller et al.
Astronomi guidati da un gruppo del Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, La Germania ha catturato un'istantanea spettacolare della formazione planetaria intorno alla giovane stella nana PDS 70. Utilizzando lo strumento SPHERE sul Very Large Telescope (VLT) dell'ESO, uno dei più potenti strumenti per la caccia ai pianeti esistenti, il team internazionale ha realizzato il primo rilevamento robusto di un giovane pianeta, denominato PDS 70b, aprendo un percorso attraverso il materiale formante il pianeta che circonda la giovane stella.
Lo strumento SPHERE ha inoltre consentito al team di misurare la luminosità del pianeta a diverse lunghezze d'onda, che ha permesso di dedurre le proprietà della sua atmosfera.
Il pianeta risalta molto chiaramente nelle nuove osservazioni, visibile come un punto luminoso a destra del centro annerito dell'immagine. Si trova a circa tre miliardi di chilometri dalla stella centrale, all'incirca equivalente alla distanza tra Urano e il Sole. L'analisi mostra che PDS 70b è un pianeta gassoso gigante con una massa poche volte quella di Giove. La superficie del pianeta ha una temperatura di circa 1000°C, rendendolo molto più caldo di qualsiasi pianeta del nostro Sistema Solare.
La regione scura al centro dell'immagine è dovuta ad un coronografo, una maschera che blocca la luce accecante della stella centrale e consente agli astronomi di rilevare il suo disco e compagno planetario molto più debole. Senza questa maschera, la debole luce del pianeta sarebbe completamente sopraffatta dall'intensa luminosità del PDS 70.
"Questi dischi attorno a giovani stelle sono i luoghi di nascita dei pianeti, ma finora solo una manciata di osservazioni ha rilevato in essi tracce di piccoli pianeti, " spiega Miriam Keppler, che ha guidato la squadra dietro la scoperta del pianeta ancora in formazione di PDS 70. "Il problema è che fino ad ora, la maggior parte di questi pianeti candidati avrebbero potuto essere solo delle caratteristiche del disco".
La scoperta del giovane compagno di PDS 70 è un entusiasmante risultato scientifico che ha già meritato ulteriori approfondimenti. Una seconda squadra, coinvolgendo molti degli stessi astronomi del team di scoperta, compreso Keppler, negli ultimi mesi ha dato seguito alle osservazioni iniziali per indagare in modo più dettagliato sul nascente compagno planetario di PDS 70. Non solo hanno reso l'immagine straordinariamente chiara del pianeta mostrato qui, ma sono stati persino in grado di ottenere uno spettro del pianeta. L'analisi di questo spettro ha indicato che la sua atmosfera è nuvolosa.
Il compagno planetario di PDS 70 ha scolpito un disco di transizione, un disco protoplanetario con un "buco" gigante al centro. Queste lacune interne sono note da decenni ed è stato ipotizzato che siano state prodotte dall'interazione disco-pianeta. Ora possiamo vedere il pianeta per la prima volta.
"I risultati di Keppler ci offrono una nuova finestra sulle prime fasi complesse e poco comprese dell'evoluzione planetaria, " commenta André Müller, capo della seconda squadra per indagare sul giovane pianeta. "Avevamo bisogno di osservare un pianeta nel disco di una giovane stella per comprendere veramente i processi alla base della formazione del pianeta". Determinando le proprietà atmosferiche e fisiche del pianeta, gli astronomi sono in grado di testare modelli teorici di formazione dei pianeti.
Questo scorcio della nascita avvolta dalla polvere di un pianeta è stato possibile solo grazie alle impressionanti capacità tecnologiche dello strumento SPHERE dell'ESO, che studia esopianeti e dischi attorno a stelle vicine usando una tecnica nota come imaging ad alto contrasto, un'impresa impegnativa. Anche quando si blocca la luce di una stella con un coronografo, SPHERE deve ancora utilizzare strategie di osservazione e tecniche di elaborazione dati abilmente concepite per filtrare il segnale dei deboli compagni planetari intorno a giovani stelle luminose a più lunghezze d'onda ed epoche.
Thomas Henning, direttore del Max Planck Institute for Astronomy e leader delle squadre, riassume l'avventura scientifica:"Dopo più di un decennio di enormi sforzi per costruire questa macchina ad alta tecnologia, ora SPHERE ci permette di mietere il raccolto con la scoperta di piccoli pianeti!"
Questa ricerca è stata presentata in due articoli, dal titolo "Scoperta di un compagno di massa planetario all'interno dell'intervallo del disco di transizione intorno al PDS 70" e "Caratterizzazione orbitale e atmosferica del pianeta all'interno dell'intervallo del disco di transizione PDS 70", entrambi da pubblicare in Astronomia e astrofisica .
