La formazione binaria delle stelle attraverso la frammentazione del disco inizia con una giovane stella circondata da un disco rotante di gas e polvere. I frammenti del disco, con una seconda stella che si forma all'interno del disco, circondato dal proprio disco. Le due stelle formano una coppia orbitante. Credito:B. Saxton, NRAO/AUI/NSF
Gli astronomi hanno scoperto un sistema stellare binario con i giovani oggetti stellari di grande massa più vicini mai misurati, fornendo un prezioso "laboratorio" per testare teorie sulla formazione di stelle binarie di grande massa.
Un team internazionale guidato dall'Università di Leeds ha determinato che la distanza tra la giovane stella massiccia PDS 27 e la sua compagna stellare orbitante è di appena 30 unità astronomiche o 4,5 miliardi di km. Questa è all'incirca la distanza tra il nostro Sole e Nettuno, rendendoli i compagni stellari con la vicinanza più vicina mai determinata per le giovani stelle di grande massa in un sistema binario - un sistema stellare con due stelle in orbita attorno a un centro di massa.
Autore principale dello studio, Dott.ssa Evgenia Koumpia, dalla Scuola di Fisica e Astronomia di Leeds, ha dichiarato:"Questa è una scoperta molto eccitante, osservare e simulare binari massicci nelle prime fasi della loro formazione è una delle principali lotte dell'astronomia moderna. Con PDS 27 e il suo compagno ora abbiamo trovato il più vicino, più massicci giovani oggetti stellari in binari risolti fino ad oggi.
"C'è una carenza di giovani sistemi binari massicci noti nello spazio cartografico. Le stelle di grande massa hanno una durata di vita relativamente breve, bruciandosi ed esplodendo come supernova in pochi milioni di anni, rendendoli difficili da individuare. Questo limita la nostra capacità di testare le teorie su come si formano queste stelle".
Le osservazioni di 2MASS (immagine di sfondo) hanno rivelato una fonte molto arrossata nel 2003 che indica la natura massiccia e giovane di PDS 27. PIONIER su VLTI fornisce una risoluzione angolare 2000 volte superiore che consente di risolvere PDS 27 come sistema binario per la prima volta nel 2019. Credito:Università di Leeds
Come parte del loro studio, il team ha anche identificato un oggetto compagno per un'altra giovane stella massiccia denominata PDS 37. L'analisi ha rivelato che una distanza tra la PDS 37 e la sua compagna è compresa tra 42 e 54 unità astronomiche, paragonabile alla distanza tra la Sole e Plutone. Sebbene più distanti rispetto a PDS 27 e al suo compagno, è ancora una scoperta significativa, data la necessità di confermare le massicce giovani binarie stellari nella ricerca astronomica.
Il dottor Koumpia ha continuato:"Come si formano questi sistemi binari è una questione piuttosto controversa con diverse teorie che sono state avanzate. Gli studi osservazionali sui binari nelle loro prime fasi sono cruciali per verificare le teorie della loro formazione.
"PDS 27 e PDS 37 sono laboratori rari e importanti che possono aiutare a informare e testare le teorie sulla formazione di binari ad alta massa".
PDS 27 è almeno 10 volte più massiccio del nostro Sole, Il dottor Koumpia ha spiegato, e circa 8, 000 anni luce di distanza. Per determinare la presenza di compagne stellari per PDS 27 e PDS 37, il team ha utilizzato la più alta risoluzione spaziale fornita dallo strumento PIONIER sul Very Large Telescope Interferometer (VLTI) dell'Osservatorio europeo meridionale. Questo strumento combina fasci di luce provenienti da quattro telescopi, ognuno dei quali è di 8,2 metri di diametro, e imita un singolo telescopio con un diametro di 130 m. L'elevato potere di risoluzione spaziale risultante ha permesso al team di risolvere sistemi binari così vicini nonostante la loro enorme distanza da noi e la loro stretta vicinanza l'uno all'altro.
Tutti e quattro i telescopi dell'unità VLT lavorano come uno. Credito:Università di Leeds
Il coautore dello studio, il professor Rene Oudmaijer, anche dalla Scuola di Fisica e Astronomia di Leeds, ha detto:"La prossima grande domanda - che finora abbiamo cercato di evitare a causa delle difficoltà di osservazione - è perché così tante di queste stelle massicce si trovano in sistemi binari?"
"È diventato sempre più chiaro per gli astronomi che le stelle massicce non nascono quasi mai da sole, con almeno un fratello per azienda. Ma le ragioni per cui è così sono ancora piuttosto oscure.
"Le stelle massicce esercitano un'influenza significativa sul loro ambiente cosmico. I loro venti stellari, l'energia e le esplosioni di supernova che generano a loro volta possono avere un impatto sulla formazione di altre stelle e galassie. L'evoluzione e il destino delle stelle di grande massa è piuttosto complesso, ma studi precedenti hanno dimostrato che possono essere influenzate in larga misura dalle loro proprietà binarie.
"La scoperta di massicce giovani stelle binarie fornisce un passo avanti cruciale per essere in grado di rispondere a molte delle domande che abbiamo ancora su questi oggetti stellari. Queste scoperte sono state possibili solo grazie allo squisito potere di risoluzione fornito dallo strumento PIONIER sul VLTI. "
Questa ricerca è pubblicata sulla rivista Astronomia e astrofisica : Lettere .
