Gli astronomi del Dipartimento di Fisica dell'Università di Tokyo hanno scoperto un denso disco di materiale attorno a una giovane stella, che potrebbe essere un precursore di un sistema planetario. La loro ricerca potrebbe migliorare notevolmente i modelli di come si formano i sistemi solari, che ci direbbe di più sul nostro posto nel cosmo.

All'inizio del 2017, L'assistente professore Yoko Oya ha fornito alla studentessa laureata Yuki Okoda alcuni dati complessi recenti su una stella vicina con cui avrebbe potuto iniziare il suo dottorato di ricerca. Non si rendeva conto che ciò che avrebbe trovato avrebbe potuto svelare non solo i segreti di come si formano i pianeti, ma forse anche la sua carriera di astronoma professionista.

La stella in questione (conosciuta solo con il numero di catalogo IRAS 15398-3359) è piccola, giovane e relativamente cool per una star. La sua statura ridotta significa che la debole luce che emana non può nemmeno raggiungerci attraverso una nuvola di gas e polvere che la circonda. Ma questo non impedisce alle menti curiose di esplorare l'ignoto.

Nel 2013, Oya e i suoi collaboratori hanno utilizzato l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile per osservare la stella a lunghezze d'onda submillimetriche, poiché quel tipo di luce può penetrare nella nuvola di polvere, per riferimento, la luce rossa è di circa 700 nanometri. Un'analisi minuziosa ha rivelato alcune interessanti strutture nebulose, nonostante le immagini che lavoravano fossero difficili da comprendere.

"La più grande sfida accademica che ho dovuto affrontare è stata cercare di dare un senso alle immagini sgranate. È estremamente difficile sapere esattamente cosa si sta realmente guardando". dice Okoda. "Ma mi sono sentito obbligato a esplorare la natura delle strutture che il dottor Oya aveva visto con ALMA, così ho inventato un modello per spiegarli." Il modello che ha prodotto è stato una sorpresa per Okoda e i suoi colleghi, ma si adatta perfettamente ai dati. Descrive un denso disco di materiale costituito da gas e polvere dalla nube che circonda la stella. Questo non è mai stato visto prima d'ora intorno a una stella così giovane.

Il disco è un precursore di un disco protoplanetario, che è ancora molto più denso e alla fine diventa un sistema planetario in orbita attorno a una stella.

"Non possiamo dire con certezza che questo particolare disco si fonderà in un nuovo sistema planetario, " spiega Oya. "La nuvola di polvere può essere spinta via dai venti stellari o potrebbe cadere tutta nella stella stessa, alimentandolo durante il processo. La cosa eccitante è la rapidità con cui ciò potrebbe accadere".

La stella è piccola a circa lo 0,7 percento della massa del nostro sole, sulla base delle osservazioni della massa della nube circostante. Potrebbe crescere fino al 20% in poche decine di migliaia di anni, un battito di ciglia sulla scala cosmica.

"Spero che le nostre osservazioni e i nostri modelli miglioreranno la conoscenza di come si formano i sistemi solari, " dice Okoda. "I miei interessi di ricerca coinvolgono giovani oggetti protostellari, e l'implicazione che i dischi protoplanetari potrebbero formarsi prima del previsto mi entusiasma davvero."

Okoda ha iniziato questo progetto un anno e mezzo fa per affinare le sue capacità di astronomo, ma rispecchiando la giovane stella che osservava, la pratica si è evoluta rapidamente ed è diventata un progetto di ricerca completo, che si spera le valga un dottorato di ricerca. dall'Università di Tokyo.

Le osservazioni e il modello risultante sono stati possibili solo grazie ai progressi della radioastronomia con osservatori come ALMA. Il team è stato fortunato che il piano del disco sia allo stesso livello del nostro sistema solare, poiché ciò significa che la luce stellare che ALMA vede attraversa una quantità sufficiente di gas e polvere per divulgarne importanti caratteristiche.

"Siamo stati anche fortunati ad avere avuto il tempo con ALMA di svolgere le nostre osservazioni. Solo il 20% circa delle domande va effettivamente avanti, " spiega Oya. "Con strumenti astronomici altamente specializzati, c'è molta competizione per il tempo. La mia speranza è che il nostro successo ispiri una nuova generazione di astronomi in Giappone a raggiungere le stelle.