Il JWST sta mostrando i muscoli con la sua modalità interferometrica. I ricercatori lo hanno utilizzato per studiare un noto sistema extrasolare chiamato PDS 70. L’obiettivo? Per testare la modalità interferometria e vedere come si comporta quando si osserva un bersaglio complesso.
La modalità utilizza il NIRISS (Near Infrared Imager e Slitless Spectrograph) del telescopio come interferometro. Si chiama Aperture Masking Interferometry (AMI) e consente al JWST di raggiungere il massimo livello di risoluzione spaziale.
Un team di astronomi ha utilizzato l'AMI del JWST per osservare il sistema PDS 70. PDS 70 è una giovane stella T-Tauri di circa 5,4 milioni di anni. A quella giovane età, il suo disco protoplanetario lo circonda ancora. PDS 70 è un sistema ben studiato che ha attirato l'attenzione degli astronomi. È unico perché i suoi due pianeti, PDS 70 b e c, lo rendono l'unico sistema di dischi protoplanetari multiplanet che conosciamo.
I ricercatori volevano determinare con quanta facilità l'AMI avrebbe trovato i due pianeti conosciuti di PDS 70 e cos'altro avrebbe potuto osservare nel sistema.
Il loro articolo di ricerca è intitolato "L'interferometro di James Webb:rilevamenti interferometrici spaziali di PDS 70 bec a 4,8 µm". È disponibile sul server di prestampa arXiv e non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria. L'autore principale è Dori Blakely del Dipartimento di fisica e astronomia dell'Università di Victoria, BC, Canada.
PDS 70 è noto per la sua coppia di pianeti. PDS 70 b ha una massa pari a circa 3,2 masse gioviane e segue un periodo orbitale di 123 anni. PDS 70 c ha circa 7,5 masse gioviane e segue un'orbita di 191 anni. Una delle cose più sconcertanti del sistema è che PDS 70 b sembra avere un proprio disco di accrescimento. Il sistema mostra anche prove interessanti di un terzo corpo, forse un'altra stella.
L'interferometria del JWST ha rilevato facilmente entrambi i pianeti. In effetti, le osservazioni hanno trovato prove di emissioni del disco circumplanetario intorno al PDS 70 b e c. "La nostra fotometria di PDS 70 b e c fornisce prove dell'emissione del disco circumplanetario", scrivono i ricercatori.
Ciò significa che possiamo vedere la stella e il suo disco protoplanetario, dove si formano i pianeti, e i singoli dischi circumplanetari attorno a ciascun pianeta. Questi dischi sono il luogo in cui si formano le lune e vederli in un sistema a 366 anni luce di distanza è davvero impressionante.
Le osservazioni AMI del JWST hanno trovato anche una terza fonte puntiforme. La sua luce è diversa dalla luce della coppia di pianeti e più simile alla luce della stella. Se è un altro pianeta, la sua composizione è diversa dagli altri. Se non è un altro pianeta, ciò non significa che debba necessariamente essere un'altra stella. Il JWST potrebbe vedere la luce stellare diffusa da un'altra struttura gassosa e polverosa o da un ammasso nel disco.
"Ciò indica che ciò che osserviamo non è dovuto a una semplice struttura del disco interno e potrebbe suggerire una morfologia complessa del disco interno come una spirale o caratteristiche irregolari", spiegano i ricercatori.
La terza fonte inspiegabile potrebbe essere qualcosa di più esotico. Precedenti ricerche hanno anche identificato la fonte e suggerito che potrebbe trattarsi di un flusso di accrescimento che scorre tra PDS 70 b e c. "Interpretiamo il suo segnale nelle dirette vicinanze del pianeta c come se tracciasse il flusso di accrescimento che alimenta il suo disco circumplanetario", hanno scritto gli autori della ricerca precedente.
O, cosa forse più emozionante, la fonte potrebbe essere un altro pianeta. "Un altro scenario è che il segnale che osserviamo sia dovuto a un ulteriore pianeta all'interno dell'orbita di PDS 70 b", spiegano gli autori. "Saranno necessarie osservazioni di follow-up per determinare la natura di questa emissione", scrivono gli autori.
Parte del successo delle osservazioni deriva da ciò che non è stato rilevato. I dischi protoplanetari sono polverosi e difficili da esaminare. Il JWST ha un vantaggio perché può vedere la luce infrarossa. Se utilizzato in modalità interferometria, è uno strumento potente. Tuttavia, il fatto che non sia riuscito a rilevare nessun altro pianeta è un progresso. "Inoltre, poniamo i vincoli più profondi su altri pianeti", si legge in una parte del disco. Questi vincoli aiuteranno i futuri ricercatori a esaminare il sistema PDS 70 e altri sistemi extrasolari.
I risultati mostrano anche un altro dei punti di forza dell'AMI:la sua capacità di vedere parti dello spazio parametrico che altri telescopi non possono. "Inoltre, i nostri risultati mostrano che NIRISS/AMI può misurare in modo affidabile l'astrometria relativa e i contrasti dei giovani pianeti in una parte dello spazio parametrico (piccole separazioni e contrasti da moderati ad alti) che è unica per questa modalità di osservazione e inaccessibile a tutte le altre strutture presenti. a 4,8 µm," spiegano gli autori.
Il JWST ha già conquistato il suo posto nella storia dell'astronomia. Ha mantenuto la sua promessa e ha già contribuito in modo significativo alla nostra comprensione del cosmo. Le osservazioni del telescopio con la modalità interferometrica di mascheramento dell'apertura consolideranno ulteriormente il suo posto nella storia.
"Qui, utilizzando la potenza dell'interferometro di James Webb, rileviamo PDS 70, il suo disco esterno e i suoi due protopianeti, b e c. Questi sono i primi pianeti rilevati con l'interferometria spaziale", scrivono gli autori.
Ulteriori informazioni: Dori Blakely et al, The James Webb Interferometer:rilevamenti interferometrici spaziali di PDS 70 b e c a 4,8 μm, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.13032
Informazioni sul giornale: arXiv
Fornito da Universe Today
