Questa illustrazione dell'esopianeta PDS 70b di nuova formazione mostra come il materiale possa cadere sul mondo gigante mentre accumula massa. Utilizzando la sensibilità alla luce ultravioletta (UV) di Hubble, i ricercatori hanno avuto uno sguardo unico sulla radiazione del gas estremamente caldo che cade sul pianeta, consentendo loro di misurare direttamente per la prima volta il tasso di crescita di massa del pianeta. Il pianeta PDS 70b è circondato dal suo stesso disco di gas e polvere che sta assorbendo materiale dal disco circumstellare molto più grande di questo sistema solare. I ricercatori ipotizzano che le linee del campo magnetico si estendano dal suo disco circumplanetario fino all'atmosfera dell'esopianeta e stiano incanalando materiale sulla superficie del pianeta. L'illustrazione mostra una possibile configurazione di accrescimento magnetosferico, ma la geometria dettagliata del campo magnetico richiede un lavoro futuro da sondare. Il mondo remoto è già cresciuto fino a cinque volte la massa di Giove in un periodo di circa 5 milioni di anni, ma si prevede che si trovi alla fine del suo processo di formazione. PDS 70b orbita intorno alla stella nana arancione PDS 70 a circa 370 anni luce dalla Terra nella costellazione del Centauro. Credito:SCIENZA:McDonald Observatory-Università del Texas, Yifan Zhou (UT) ILLUSTRAZIONE:NASA, ESA, STsci, Joseph Olmsted (STScI)
Hai mai fatto un disastro completo nella tua cucina durante la cottura? A volte può sembrare che la farina galleggi nell'aria, ma una volta aggiunta molta acqua e formato il vostro impasto, il pane diventa più simile a una palla. Un processo simile è in atto in un vasto sistema solare noto come PDS 70, tranne che la farina e l'acqua vengono scambiate con gas e polvere. Nel caso del pianeta PDS 70b, gas e polvere vengono lentamente aspirati mentre questo mondo lontano costruisce massa in milioni di anni.
I ricercatori che utilizzano Hubble hanno misurato direttamente per la prima volta il tasso di crescita di massa di PDS 70b utilizzando le esclusive sensibilità ultraviolette dell'osservatorio per catturare le radiazioni del gas estremamente caldo che cade sul pianeta. Il massiccio, Il mondo delle dimensioni di Giove orbita approssimativamente alla stessa distanza di Urano dal Sole, sebbene si sposti attraverso un pasticcio di gas e polvere mentre si muove attraverso il sistema solare. Il pianeta, che ha iniziato a formarsi circa 5 milioni di anni fa, potrebbe trovarsi alla fine del suo processo di formazione. I risultati dei ricercatori aprono un nuovo modo per studiare la formazione dei pianeti che potrebbe aiutare altri astronomi che cercano di saperne di più su come crescono i pianeti giganti nei sistemi solari remoti.
Il telescopio spaziale Hubble della NASA sta dando agli astronomi uno sguardo raro su un pianeta delle dimensioni di Giove, pianeta ancora in formazione che si nutre di materiale che circonda una giovane stella.
"Semplicemente non sappiamo molto su come crescono i pianeti giganti, " ha affermato Brendan Bowler dell'Università del Texas ad Austin. "Questo sistema planetario ci offre la prima opportunità di assistere alla caduta di materiale su un pianeta. I nostri risultati aprono una nuova area per questa ricerca".
Sebbene più di 4, Finora sono stati catalogati 000 esopianeti, solo circa 15 sono stati ripresi direttamente dai telescopi fino ad oggi. E i pianeti sono così lontani e piccoli, sono semplicemente punti nelle foto migliori. La nuova tecnica del team per l'utilizzo di Hubble per l'immagine diretta di questo pianeta apre una nuova rotta per ulteriori ricerche sugli esopianeti, specialmente durante gli anni formativi di un pianeta.
Il Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale ha catturato la prima immagine chiara di un pianeta in formazione, PDS 70b, intorno a una stella nana nel 2018. Il pianeta si distingue come un punto luminoso a destra del centro dell'immagine, che viene oscurato dalla maschera coronografica utilizzata per bloccare la luce della stella centrale. Credito:ESO, VLT, André B. Müller (ESO)
Questo enorme pianeta extrasolare, designato PDS 70b, orbita intorno alla stella nana arancione PDS 70, che è già noto per avere due pianeti in formazione attiva all'interno di un enorme disco di polvere e gas che circonda la stella. Il sistema si trova a 370 anni luce dalla Terra nella costellazione del Centauro.
"Questo sistema è così eccitante perché possiamo assistere alla formazione di un pianeta, "ha detto Yifan Zhou, anche dell'Università del Texas ad Austin. "Questo è il più giovane pianeta in buona fede che Hubble abbia mai fotografato direttamente". A un giovane 5 milioni di anni, il pianeta sta ancora raccogliendo materiale e accumulando massa.
La sensibilità alla luce ultravioletta (UV) di Hubble offre uno sguardo unico sulle radiazioni di gas estremamente caldo che cadono sul pianeta. "Le osservazioni di Hubble ci hanno permesso di stimare quanto velocemente il pianeta sta guadagnando massa, " ha aggiunto Zhou.
Le osservazioni UV, che si aggiungono al corpo di ricerche su questo pianeta, ha permesso al team di misurare direttamente per la prima volta il tasso di crescita di massa del pianeta. Il mondo remoto è già cresciuto fino a cinque volte la massa di Giove in un periodo di circa 5 milioni di anni. L'attuale tasso di accrescimento misurato è diminuito al punto in cui, se il tasso rimanesse stabile per un altro milione di anni, il pianeta aumenterebbe solo di circa un ulteriore 1/100 di massa di Giove.
Zhou e Bowler sottolineano che queste osservazioni sono una singola istantanea nel tempo:sono necessari più dati per determinare se la velocità con cui il pianeta sta aggiungendo massa aumenta o diminuisce. "Le nostre misurazioni suggeriscono che il pianeta è alla fine del suo processo di formazione".
Le osservazioni di Hubble individuano il pianeta PDS 70b. Un coronografo sulla fotocamera di Hubble blocca il bagliore della stella centrale per consentire l'osservazione diretta del pianeta. Sebbene più di 4, Finora sono stati catalogati 000 esopianeti, solo circa 15 sono stati ripresi direttamente dai telescopi fino ad oggi. La nuova tecnica del team per l'utilizzo di Hubble per l'immagine diretta di questo pianeta apre una nuova rotta per ulteriori ricerche sugli esopianeti, specialmente durante gli anni formativi di un pianeta. Credito:SCIENZA:NASA, ESA, Osservatorio McDonald-Università del Texas, Yifan Zhou (UT) ELABORAZIONE IMMAGINE:Joseph DePasquale (STScI)
Il giovane sistema PDS 70 è riempito con un disco primordiale di gas e polvere che fornisce carburante per alimentare la crescita dei pianeti in tutto il sistema. Il pianeta PDS 70b è circondato dal suo stesso disco di gas e polvere che sta assorbendo materiale dal disco circumstellare molto più grande. I ricercatori ipotizzano che le linee del campo magnetico si estendano dal suo disco circumplanetario fino all'atmosfera dell'esopianeta e stiano incanalando materiale sulla superficie del pianeta.
"Se questo materiale segue le colonne dal disco al pianeta, causerebbe punti caldi locali, " ha spiegato Zhou. "Questi punti caldi potrebbero essere almeno 10 volte più caldi della temperatura del pianeta." Questi punti caldi sono stati trovati brillare ferocemente alla luce UV.
Queste osservazioni offrono informazioni su come i pianeti giganti gassosi si sono formati intorno al nostro sole 4,6 miliardi di anni fa. Giove potrebbe essersi accumulato su un disco circostante di materiale in caduta. Anche le sue lune maggiori si sarebbero formate dagli avanzi di quel disco.
Una sfida per la squadra è stata superare il bagliore della stella madre. PDS 70b orbita approssimativamente alla stessa distanza di Urano dal Sole, ma la sua stella è più di 3, 000 volte più luminoso del pianeta alle lunghezze d'onda UV. Mentre Zhou elaborava le immagini, ha rimosso con molta attenzione il bagliore della stella per lasciare solo la luce emessa dal pianeta. Così facendo, ha migliorato il limite di quanto un pianeta può essere vicino alla sua stella nelle osservazioni di Hubble di un fattore cinque.
"Trentuno anni dopo il lancio, stiamo ancora trovando nuovi modi per utilizzare Hubble, " ha aggiunto Bowler. "La strategia di osservazione di Yifan e la tecnica di post-elaborazione apriranno nuove finestre nello studio di sistemi simili, o anche lo stesso sistema, ripetutamente con Hubble. Con future osservazioni, potremmo potenzialmente scoprire quando la maggior parte del gas e della polvere cade sui loro pianeti e se lo fa a una velocità costante".
I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati nell'aprile 2021 su The Giornale Astronomico .
