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Rilevata una struttura simile alla fascia di Kuiper intorno ad una stella lontana

La fascia di Kuiper, ed è un'area discoidale composta da detriti ghiacciati che si estende oltre l'orbita di Nettuno.

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individuata una struttura analoga alla cintura di Kuiper in un altro sistema solare
Rappresentazione artistica della cintura di Kuiper. (ESO / M. Kornmesser)

Quanto è tipico il nostro sistema solare?

La domanda tormenta gli scienziati planetari, ma fare rilevamenti di caratteristiche analoghe in altri sistemi planetari è piuttosto difficile. Ma gli astronomi sono riusciti ad individuare una caratteristica comune tra il nostro sistema solare ed un sistema planetario lontano circa 320 nni luce da noi: una caratteristica simile alla fascia di Kuiper.

È, dicono, il primo rilevamento polarimetrico dell’anello interno che circonda la stella che chiamiamo HD 141569A. E sta rivelando nuovi dettagli su un periodo cruciale dello sviluppo planetario.

HD 141569A è in realtà un oggetto piuttosto interessante e ben studiato. Ha due compagni molto vecchi e quindi fa parte di un sistema ternario, due nane rosse alla fine della loro vita. Ma HD 141569A ha solo 5 milioni di anni, ha una massa di circa tre volte la massa del Sole e la sua luce è di un tipo spettrale blu che brucia caldo e luminoso.

Nel 1999, fu scoperto un disco attorno alla giovane stella, con due anelli che raggiungevano rispettivamente un picco di 220 e 360 unità astronomiche. Questi due anelli sono i resti del materiale che turbinava e si accumulava nella stella mentre si stava formando; nel tempo, pezzi di materiale iniziano ad unirsi l’un l’altro per effetto della gravità, formando, pian piano, i pianeti.

Nel disco di HD 141569A, uno spazio tra i due anelli suggeriva che si stava formando un pianeta, aspirando gravitazionalmente tutto il materiale nella sua orbita.

Anche il nostro sistema solare ha dei resti del disco di accrescimento del Sole, residuati  dalla sua formazione avvenuta 4.6 miliardi di anni fa. La chiamiamo fascia di Kuiper, ed è un’area discoidale composta da detriti ghiacciati oltre l’orbita di Nettuno.

Plutone, che dista dal Sole, mediamente, 39,5 unità astronomiche, si trova già nella fascia di Kuiper.

Verso la fine del processo di accrescimento planetario, rimane un disco di detriti che può estendersi per centinaia di unità astronomicheIl disco attorno a HD 141569A è un ibrido: sta attraversando una fase di transizione tra un disco protoplanetario e un disco di detriti.

Questi dischi ibridi sono affascinanti per gli scienziati planetari, poiché possono dirci come si formano i giganti gassosi e come i planetesimali in crescita interagiscono con il gas e la polvere nel disco.

Ora, studiando le radiazioni elettromagnetiche nella regione intorno alla stella, gli astronomi guidati da Juan Sebastian Bruzzone, dell’Università dell’Ontario occidentale in Canada, sono riusciti a calcolare la presenza di un anello simile attorno a HD 141569A, raggiungendo un picco di 44 unità astronomiche dalla stella .

anello kuiper(Bruzzone et al., ArXiv, 2019)

E hanno trovato non solo prove della formazione planetaria, ma suggeriscono che nel disco c’è un’altra struttura ad anello più vicina alla stella.

Specificamente, hanno trovato un braccio a spirale – una caratteristica già vista in un paio di altri dischi protoplanetari, compresi i due anelli esterni di HD 141569A, che è considerato l’evidenza della formazione di un pianeta. Sulla base delle caratteristiche del braccio a spirale, i ricercatori hanno dedotto che il pianeta dovrebbe avere una massa simile a quella di Giove o leggermente più piccolo.

Hanno anche confrontato l’emissione osservata con i modelli per trovare la soluzione migliore per il tipo di polvere che avrebbe potuto produrlo. Ma, anche con i modelli più simili, c’era un’emissione che non poteva essere presa in considerazione.

Tuttavia, quando un altro anello situato più vicino alla stella è stato aggiunto ai calcoli, il problema ha trovato la sua soluzione: una cintura distante tra le 5 e le 15 unità astronomiche riproduceva meravigliosamente l’emissione.

A parte il fatto che è abbastanza sorprendente che gli astronomi possano persino ottenere un tale rilevamento, questo è il tipo di studio finemente dettagliato che ci dice come sono nati i pianeti.

A sua volta, questo può dirci di più sul nostro sistema solare, ad esempio farci capire quanto è o non è tipico il nostro sistema solare.

Considerando i dati di imaging risolti da altre strutture ad alto contrasto, il disco di detriti HD 1415169A dovrebbe essere composto da almeno tre, ma potenzialmente quattro, anelli nidificati, con strutture a spirale sui tre anelli risolti spazialmente“, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo.

In quanto tale, è un eccellente laboratorio per lo studio di dischi perturbati dinamicamente“.

La ricerca è stata accettata su The Astronomical Journal ed è disponibile su arXiv.

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