Gli astronomi hanno ripreso direttamente due esopianeti che stanno scavando gravitazionalmente un ampio spazio all'interno di un disco di formazione di pianeti che circonda una giovane stella. Mentre oltre una dozzina di esopianeti sono stati ripresi direttamente, questo è solo il secondo sistema multi-planetario ad essere fotografato. (Il primo era un sistema di quattro pianeti in orbita attorno alla stella HR 8799.) A differenza di HR 8799, anche se, i pianeti in questo sistema stanno ancora crescendo accumulando materiale dal disco.

"Questo è il primo rilevamento inequivocabile di un sistema di due pianeti che intaglia un gap del disco, " ha affermato Julien Girard dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland.

La stella ospite, noto come PDS 70, si trova a circa 370 anni luce dalla Terra. La giovane stella di 6 milioni di anni è leggermente più piccola e meno massiccia del nostro Sole, e sta ancora accumulando gas. È circondato da un disco di gas e polvere che ha un ampio spazio che si estende da circa 1,9 a 3,8 miliardi di miglia.

PDS 70b, il pianeta più interno conosciuto, si trova all'interno del gap del disco ad una distanza di circa 2 miliardi di miglia dalla sua stella, simile all'orbita di Urano nel nostro sistema solare. Il team stima che pesa da 4 a 17 volte di più di Giove. È stato rilevato per la prima volta nel 2018.

PDS 70 c, il pianeta appena scoperto, si trova vicino al bordo esterno del gap del disco a circa 3,3 miliardi di miglia dalla stella, simile alla distanza di Nettuno dal nostro Sole. È meno massiccio del pianeta b, pesa tra 1 e 10 volte tanto quanto Giove. Le due orbite planetarie sono vicine a una risonanza 2 a 1, il che significa che il pianeta interno circonda la stella due volte nel tempo impiegato dal pianeta esterno per fare un giro una volta.

La scoperta di questi due mondi è significativa perché fornisce la prova diretta che la formazione di pianeti può spazzare via abbastanza materiale da un disco protoplanetario per creare un divario osservabile.

"Con strutture come ALMA, Hubble, o grandi telescopi ottici terrestri con ottica adattiva vediamo dischi con anelli e spazi vuoti dappertutto. La domanda aperta è stata, ci sono pianeti lì? In questo caso, la risposta è si, " ha spiegato Girard.

Il team ha rilevato PDS 70 c da terra, utilizzando lo spettrografo MUSE sul Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio europeo meridionale. La loro nuova tecnica si basava sulla combinazione dell'elevata risoluzione spaziale fornita dal telescopio di 8 metri dotato di quattro laser e della risoluzione spettrale media dello strumento che gli consente di "agganciare" la luce emessa dall'idrogeno, che è un segno di accrescimento di gas.

"Questa nuova modalità di osservazione è stata sviluppata per studiare le galassie e gli ammassi stellari con una risoluzione spaziale più elevata. Ma questa nuova modalità la rende adatta anche per l'imaging di esopianeti, che non era il driver scientifico originale per lo strumento MUSE, " ha detto Sebastiaan Haffert dell'Osservatorio di Leida, autore principale della carta.

"Siamo rimasti molto sorpresi quando abbiamo trovato il secondo pianeta, "ha aggiunto Haffert.

Nel futuro, Il James Webb Space Telescope della NASA potrebbe essere in grado di studiare questo sistema e altri vivai di pianeti usando una tecnica spettrale simile per restringere le varie lunghezze d'onda della luce dell'idrogeno. Ciò consentirebbe agli scienziati di misurare la temperatura e la densità del gas all'interno del disco, che aiuterebbe la nostra comprensione della crescita dei pianeti giganti gassosi. Il sistema potrebbe anche essere preso di mira dalla missione WFIRST, che porterà una dimostrazione della tecnologia del coronografo ad alte prestazioni che può bloccare la luce della stella per rivelare la luce più debole dal disco circostante e dai pianeti compagni.

Questi risultati sono stati pubblicati nel numero del 3 giugno di Astronomia della natura .