Questa immagine, scattata con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), in cui ESO è partner, mostra viste ampie (a sinistra) e ravvicinate (a destra) del disco che forma la luna che circonda il PDS 70c, un giovane pianeta simile a Giove a circa 400 anni luce di distanza. La vista ravvicinata mostra il PDS 70c e il suo disco circumplanetario centro-fronte, con il più grande disco circumstellare ad anello che occupa la maggior parte del lato destro dell'immagine. La stella PDS 70 è al centro dell'immagine panoramica a sinistra. Nel sistema sono stati trovati due pianeti, PDS 70c e PDS 70b, quest'ultimo non è visibile in questa immagine. Hanno scavato una cavità nel disco circumstellare mentre divoravano materiale dal disco stesso, crescendo di dimensioni. In questo processo, PDS 70c ha acquisito il proprio disco circumplanetario, che contribuisce alla crescita del pianeta e dove possono formarsi le lune. Questo disco circumplanetario è grande quanto la distanza Sole-Terra e ha massa sufficiente per formare fino a tre satelliti delle dimensioni della Luna. Credito:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.
Utilizzando l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), in cui l'Osservatorio europeo meridionale (ESO) è partner, Gli astronomi hanno rilevato inequivocabilmente per la prima volta la presenza di un disco attorno a un pianeta al di fuori del nostro Sistema Solare. Le osservazioni getteranno nuova luce su come si formano le lune e i pianeti nei giovani sistemi stellari.
"Il nostro lavoro presenta una chiara rilevazione di un disco in cui potrebbero formarsi dei satelliti, "dice Myriam Benisty, un ricercatore presso l'Università di Grenoble, Francia, e all'Università del Cile, che ha guidato la nuova ricerca pubblicata oggi in Le Lettere del Giornale Astrofisico . "Le nostre osservazioni ALMA sono state ottenute con una risoluzione così squisita che abbiamo potuto identificare chiaramente che il disco è associato al pianeta e siamo in grado di vincolarne le dimensioni per la prima volta, "aggiunge.
Il disco in questione, chiamato disco circumplanetario, circonda l'esopianeta PDS 70c, uno dei due giganti, Pianeti simili a Giove in orbita attorno a una stella distante quasi 400 anni luce. Gli astronomi avevano già trovato indizi di un disco "formante la luna" attorno a questo esopianeta ma, poiché non potevano distinguere chiaramente il disco dall'ambiente circostante, non potevano confermare il suo rilevamento, fino ad ora.
Inoltre, con l'aiuto di ALMA, Benisty e il suo team hanno scoperto che il disco ha circa lo stesso diametro della distanza dal nostro Sole alla Terra e una massa sufficiente per formare fino a tre satelliti delle dimensioni della Luna.
Ma i risultati non sono solo la chiave per scoprire come sorgono le lune. "Queste nuove osservazioni sono anche estremamente importanti per dimostrare teorie sulla formazione dei pianeti che non potevano essere testate fino ad ora, "dice Jaehan Bae, un ricercatore del Earth and Planets Laboratory della Carnegie Institution for Science, NOI., e autore dello studio.
I pianeti si formano in dischi polverosi attorno a giovani stelle, scavando cavità mentre divorano materiale da questo disco circumstellare per crescere. In questo processo, un pianeta può acquisire il proprio disco circumplanetario, che contribuisce alla crescita del pianeta regolando la quantità di materiale che cade su di esso. Allo stesso tempo, il gas e la polvere nel disco circumplanetario possono unirsi in corpi progressivamente più grandi attraverso collisioni multiple, portando infine alla nascita delle lune.
Ma gli astronomi non comprendono ancora appieno i dettagli di questi processi. "In breve, non è ancora chiaro quando, dove, e come si formano i pianeti e le lune, " spiega Stefano Facchini, ricercatore dell'ESO, coinvolto anche nella ricerca.
"Finora sono stati trovati più di 4000 esopianeti, ma tutti sono stati rilevati in sistemi maturi. PDS 70b e PDS 70c, che formano un sistema che ricorda la coppia Giove-Saturno, sono gli unici due esopianeti rilevati finora che sono ancora in fase di formazione, " spiega Miriam Keppler, ricercatore presso il Max Planck Institute for Astronomy in Germania e uno dei coautori dello studio.
"Questo sistema ci offre quindi un'opportunità unica per osservare e studiare i processi di formazione di pianeti e satelliti, " aggiunge Facchini.
PDS 70b e PDS 70c, i due pianeti che compongono il sistema, sono stati scoperti per la prima volta utilizzando il Very Large Telescope (VLT) dell'ESO rispettivamente nel 2018 e nel 2019, e la loro natura unica significa che sono stati osservati con altri telescopi e strumenti molte volte da allora.
Le ultime osservazioni ALMA ad alta risoluzione hanno ora permesso agli astronomi di ottenere ulteriori informazioni sul sistema. Oltre a confermare il rilevamento del disco circumplanetario intorno a PDS 70c e studiarne le dimensioni e la massa, hanno scoperto che PDS 70b non mostra una chiara evidenza di un tale disco, indicando che è stato affamato di polvere dal suo ambiente di nascita da PDS 70c.
Una comprensione ancora più profonda del sistema planetario sarà raggiunta con l'Extremely Large Telescope (ELT) dell'ESO, attualmente in costruzione su Cerro Armazones nel deserto cileno di Atacama. "L'ELT sarà fondamentale per questa ricerca poiché, con la sua risoluzione molto più alta, saremo in grado di mappare il sistema in modo molto dettagliato, ", afferma il coautore Richard Teague, un ricercatore presso il Centro di Astrofisica | Harvard e Smithsonian, Stati Uniti. In particolare, utilizzando lo spettrografo e l'imager ELT nel medio infrarosso di ELT (METIS), il team sarà in grado di osservare i movimenti del gas intorno al PDS 70c per ottenere un'immagine 3D completa del sistema.
Questa ricerca è stata presentata nel documento "A Circumplanetary Disk Around PDS 70c" per apparire in Le Lettere del Giornale Astrofisico .
