Rappresentazione artistica del disco di polvere e gas che circonda la massiccia protostella MM 1a, con il suo compagno MM 1b che si forma nelle regioni esterne. Credito:J. D. Ilee / Università di Leeds
Gli astronomi hanno catturato una delle viste più dettagliate di una giovane stella scattata fino ad oggi, e ha rivelato un compagno inaspettato in orbita attorno ad esso.
Osservando la giovane stella, gli astronomi guidati dal dottor John Ilee dell'Università di Leeds scoprirono che in realtà non era una stella, ma due.
L'oggetto principale, indicato come MM 1a, è una giovane stella massiccia circondata da un disco rotante di gas e polvere che era al centro dell'indagine originale degli scienziati.
Un oggetto debole, MM 1b, è stato rilevato appena oltre il disco in orbita attorno a MM 1a. Il team ritiene che questo sia uno dei primi esempi di un disco "frammentato" rilevato attorno a una giovane stella massiccia.
"Le stelle si formano all'interno di grandi nubi di gas e polvere nello spazio interstellare, " ha detto il dottor Ilee, dalla Scuola di Fisica e Astronomia di Leeds.
"Quando queste nuvole collassano per gravità, iniziano a ruotare più velocemente, formando un disco intorno a loro. In stelle di piccola massa come il nostro Sole, è in questi dischi che possono formarsi i pianeti."
"In questo caso, la stella e il disco che abbiamo osservato sono così massicci che, piuttosto che assistere alla formazione di un pianeta nel disco, stiamo vedendo nascere un'altra stella".
Misurando la quantità di radiazione emessa dalla polvere, e sottili cambiamenti nella frequenza della luce emessa dal gas, i ricercatori sono stati in grado di calcolare la massa di MM 1a e MM 1b.
Osservazione dell'emissione di polvere (verde) e del gas freddo intorno a MM1a (il rosso è gas in allontanamento, il blu si avvicina al gas), indicando che la cavità di deflusso ruota nello stesso senso del disco di accrescimento centrale. MM1b è visto in orbita in basso a sinistra. Credito:J. D. Ilee / Università di Leeds
Il loro lavoro, pubblicato oggi su Lettere per riviste astrofisiche , trovato MM 1a pesa 40 volte la massa del nostro Sole. È stato calcolato che la stella orbitante più piccola MM 1b pesa meno della metà della massa del nostro Sole.
"Molte stelle massicce più vecchie si trovano con compagne vicine, " ha aggiunto il dottor Ilee. "Ma le stelle binarie sono spesso molto uguali in massa, e quindi probabilmente si sono formati insieme come fratelli. Trovare un sistema binario giovane con un rapporto di massa di 80:1 è molto insolito, e suggerisce un processo di formazione completamente diverso per entrambi gli oggetti."
Il processo di formazione favorito per MM 1b si verifica nelle regioni esterne del freddo, dischi massicci. Questi dischi "gravitazionalmente instabili" non sono in grado di reggersi contro l'attrazione della loro stessa gravità, crollare in uno o più frammenti.
Dottor Duncan Forgan, un coautore del Center for Exoplanet Science presso l'Università di St Andrews, ha aggiunto:"Ho passato la maggior parte della mia carriera a simulare questo processo per formare pianeti giganti attorno a stelle come il nostro Sole. Vederlo effettivamente formare qualcosa delle dimensioni di una stella è davvero emozionante".
I ricercatori notano che la giovane stella MM 1b appena scoperta potrebbe anche essere circondata dal proprio disco circumstellare, che potrebbe avere il potenziale per formare pianeti propri, ma dovrà essere veloce.
Il Dr. Ilee ha aggiunto:"Stelle massicce come MM 1a vivono solo per circa un milione di anni prima di esplodere come potenti supernove, quindi, mentre MM 1b potrebbe avere il potenziale per formare il proprio sistema planetario in futuro, non durerà a lungo".
Osservazione dell'emissione di polvere (verde) e di gas caldo che ruotano nel disco intorno a MM 1a (il rosso è gas in allontanamento, il blu si avvicina al gas). MM 1b è visto in basso a sinistra. Credito:J. D. Ilee / Università di Leeds.
Gli astronomi hanno fatto questa sorprendente scoperta utilizzando un nuovo strumento unico situato in alto nel deserto cileno:l'Atacama Large Millimetre/submillimeter Array (ALMA).
Utilizzando i 66 singoli piatti di ALMA insieme in un processo chiamato interferometria, gli astronomi sono stati in grado di simulare la potenza di un singolo telescopio di quasi 4 km di diametro, permettendo loro di immaginare per la prima volta il materiale che circonda le giovani stelle.
Al team è stato concesso un tempo di osservazione aggiuntivo con ALMA per caratterizzare ulteriormente questi entusiasmanti sistemi stellari nel 2019. Le prossime osservazioni simuleranno un telescopio di 16 km di diametro, paragonabile all'area all'interno della tangenziale che circonda Leeds.