Una nuova ricerca condotta da un astronomo dell'Università di Warwick ha trovato il primo esempio confermato di un sistema a doppia stella che ha capovolto il disco circostante in una posizione che scavalca il piano orbitale di quelle stelle. Il team internazionale di astronomi ha utilizzato l'Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) per ottenere immagini ad alta risoluzione del disco delle dimensioni di una cintura di asteroidi.

L'intero sistema presenta l'insolita vista di uno spesso cerchio di gas e polvere che gira ad angolo retto rispetto all'orbita della stella binaria. Fino ad ora questa configurazione esisteva solo nella mente dei teorici, ma l'osservazione di ALMA dimostra che esistono dischi polari di questo tipo, e può anche essere relativamente comune.

La nuova ricerca è stata pubblicata oggi (14 gennaio) dal dottor Grant M. Kennedy, ricercatore della Royal Society University del Dipartimento di Fisica e Centro per gli esopianeti e l'abitabilità dell'Università di Warwick. Astronomia della natura in un articolo intitolato "Un disco protoplanetario circumbinario in una configurazione polare".

Il dottor Grant M. Kennedy dell'Università di Warwick ha dichiarato:

"Intorno a quasi tutte le giovani stelle si vedono dischi ricchi di gas e polvere, e sappiamo che almeno un terzo di quelli che orbitano attorno a singole stelle formano pianeti. Alcuni di questi pianeti finiscono per essere disallineati con la rotazione della stella, quindi ci siamo chiesti se una cosa simile potrebbe essere possibile per i pianeti circumbinari. Una stranezza della dinamica significa che dovrebbe essere possibile un cosiddetto disallineamento polare, ma fino ad ora non abbiamo avuto prove di dischi disallineati in cui questi pianeti potrebbero formarsi".

Il Dr. Kennedy ei suoi colleghi ricercatori hanno usato ALMA per definire l'orientamento dell'anello di gas e polvere nel sistema. L'orbita del binario era precedentemente nota, da osservazioni che hanno quantificato come le stelle si muovono in relazione l'una con l'altra. Combinando queste due informazioni sono stati in grado di stabilire che l'anello di polvere era coerente con un'orbita perfettamente polare. Ciò significa che mentre le orbite stellari orbitano l'una intorno all'altra in un piano, come due cavalli che girano su una giostra, il disco circonda queste stelle perpendicolarmente alle loro orbite, come una gigantesca ruota panoramica con la giostra al centro.

Il dottor Grant M. Kennedy dell'Università di Warwick ha aggiunto:

"Forse la cosa più eccitante di questa scoperta è che il disco mostra alcune delle stesse firme che attribuiamo alla crescita della polvere nei dischi attorno alle singole stelle. Prendiamo questo per significare che la formazione dei pianeti può almeno iniziare in questi dischi circumbinari polari. Se il resto del processo di formazione del pianeta può avvenire, potrebbe esserci un'intera popolazione di pianeti circumbinari disallineati che dobbiamo ancora scoprire, e cose come strane variazioni stagionali da considerare."

Se fosse presente un pianeta o un planetoide sul bordo interno dell'anello di polvere, l'anello stesso apparirebbe dalla superficie come un'ampia fascia che sorge quasi perpendicolarmente dall'orizzonte. La configurazione polare significa che le stelle sembrerebbero muoversi dentro e fuori dal piano del disco, dando agli oggetti due ombre a volte. Anche le stagioni sui pianeti in tali sistemi sarebbero diverse. Sulla Terra variano durante l'anno mentre orbitiamo attorno al Sole. Un pianeta circumbinario polare avrebbe stagioni che variano anche perché diverse latitudini ricevono più o meno illuminazione in tutta l'orbita binaria.

Il coautore Dr. Daniel Price del Center for Astrophysics (MoCA) e della School of Physics and Astronomy della Monash University ha aggiunto:

"Pensavamo che altri sistemi solari si sarebbero formati proprio come il nostro, con i pianeti che orbitano tutti nella stessa direzione attorno a un unico sole. Ma con le nuove immagini vediamo un disco vorticoso di gas e polvere in orbita attorno a due stelle. È stato abbastanza sorprendente anche scoprire che quel disco orbita ad angolo retto rispetto all'orbita delle due stelle.

"Incredibilmente, altre due stelle sono state viste orbitare attorno a quel disco. Quindi se i pianeti nascessero qui ci sarebbero quattro soli nel cielo!

"ALMA è solo un fantastico telescopio, ci sta insegnando così tanto su come nascono i pianeti in altri sistemi solari."

La ricerca è supportata dalla Monash Warwick Alliance, istituito dall'Università di Warwick e dalla Monash University nel 2012 come progetto audace e innovativo per sviluppare un'Alleanza di ampia portata, scala e impatto al di là della pratica standard nel settore.