Scoperto un disco attorno alla stella Vega

Un team di astronomi dell’Università dell’Arizona ha utilizzato i telescopi spaziali Hubble e James Webb della NASA per uno sguardo approfondito senza precedenti al disco di detriti di quasi 100 miliardi di miglia di diametro che circonda Vega.

 

 

Un team di astronomi dell’Università dell’Arizona ha utilizzato i telescopi spaziali Hubble e James Webb della NASA per uno sguardo approfondito senza precedenti al disco di detriti di quasi 100 miliardi di miglia di diametro che circonda Vega.

“Tra i telescopi Hubble e Webb, si ottiene questa visione molto chiara di Vega. È un sistema misterioso perché è diverso da altri dischi circumstellari che abbiamo osservato”, ha detto Andras Gáspár dell’Università dell’Arizona, membro del team di ricerca. “Il disco di Vega è liscio”.

La grande sorpresa per il team di ricerca è che non ci sono prove evidenti che uno o più grandi pianeti solchino il disco frontale come spalaneve.

“Ci sta facendo ripensare alla gamma e alla varietà tra i sistemi di esopianeti”, ha detto Kate Su dell’Università dell’Arizona, autrice principale dell’articolo che presenta i risultati di Webb.

Webb vede il bagliore infrarosso di un disco di particelle delle dimensioni della sabbia che vorticano attorno alla stella bianco-blu che è 40 volte più luminosa del nostro Sole.

Hubble cattura un alone esterno di questo disco, con particelle non più grandi della consistenza del fumo che riflettono la luce stellare.

La distribuzione della polvere nel disco di detriti Vega è stratificata perché la pressione della luce stellare spinge fuori i grani più piccoli più velocemente di quelli più grandi.

“Diversi tipi di fisica localizzeranno particelle di dimensioni diverse in luoghi diversi”, ha detto Schuyler Wolff del team dell’Università dell’Arizona, autore principale dell’articolo che presenta i risultati di Hubble.

“Il fatto che stiamo vedendo le dimensioni delle particelle di polvere ordinate può aiutarci a capire le dinamiche sottostanti nei dischi circumstellari”.

Il disco di Vega ha una sottile lacuna, a circa 60 UA (unità astronomiche) dalla stella (il doppio della distanza di Nettuno dal Sole), ma per il resto è molto liscio fino a quando non si perde nel bagliore della stella.

Questo dimostra che non ci sono pianeti fino a Nettuno, almeno di massa pari a Nettuno, che circolano in grandi orbite, come nel nostro sistema solare, dicono i ricercatori.

“Stiamo vedendo in dettaglio quanta varietà c’è tra i dischi circumstellari e come questa varietà sia legata ai sistemi planetari sottostanti. Stiamo scoprendo molto sui sistemi planetari, anche quando non riusciamo a vedere quali potrebbero essere i pianeti nascosti”, ha aggiunto Su.

“Ci sono ancora molte incognite nel processo di formazione dei pianeti, e penso che queste nuove osservazioni di Vega aiuteranno a vincolare i modelli di formazione dei pianeti”.

Le stelle di nuova formazione accrescono materiale da un disco di polvere e gas che è il resto appiattito della nube da cui si stanno formando.

A metà degli anni ’90, Hubble ha trovato dischi attorno a molte stelle di nuova formazione.

I dischi sono probabilmente siti di formazione, migrazione e talvolta distruzione dei pianeti.

Le stelle completamente mature come Vega hanno dischi polverosi arricchiti da continue collisioni tra asteroidi in orbita e detriti di comete in evaporazione.

Si tratta di corpi primordiali che possono sopravvivere fino all’attuale età di 450 milioni di anni di Vega (il nostro Sole è circa dieci volte più vecchio di Vega).

La polvere all’interno del nostro sistema solare (vista come Luce zodiacale) è anche rifornito da corpi minori che emettono polvere ad una velocità di circa 10 tonnellate al secondo. Questa polvere viene spinta in giro dai pianeti.

Questo fornisce una strategia per rilevare pianeti attorno ad altre stelle senza vederli direttamente, semplicemente assistendo agli effetti che hanno sulla polvere.

“Vega continua ad essere insolito”, ha detto Wolff. “L’architettura del sistema Vega è notevolmente diversa dal nostro sistema solare, dove pianeti giganti come Giove e Saturno impediscono alla polvere di diffondersi come fa con Vega”.

Per fare un confronto, c’è una stella vicina, Fomalhaut, che ha circa la stessa distanza, età e temperatura di Vega. Ma l’architettura circumstellare di Fomalhaut è molto diversa da quella di Vega. Fomalhaut ha tre cinture di detriti annidate.

Si suggerisce che i pianeti siano corpi pastorelli intorno a Fomalhaut che restringono gravitazionalmente la polvere in anelli, anche se nessun pianeta è stato ancora identificato con certezza.

“Data la somiglianza fisica tra le stelle di Vega e Fomalhaut, perché Fomalhaut sembra essere stato in grado di formare pianeti e Vega no?” ha detto il membro del team George Rieke dell’Università dell’Arizona, membro del team di ricerca.

“Qual è la differenza? L’ambiente circumstellare, o la stella stessa, ha creato questa differenza? Ciò che è sconcertante è che la stessa fisica è al lavoro in entrambi”, ha aggiunto Wolff.

Primo indizio su possibili cantieri di costruzione planetaria

Situata nella costellazione estiva della Lira, Vega è una delle stelle più luminose del cielo settentrionale.

Vega è leggendario perché ha offerto la prima prova che il materiale orbita attorno a una stella – presumibilmente la materia per creare pianeti – come potenziali dimore di vita.

Questo fu ipotizzato per la prima volta da Immanuel Kant nel 1775. Ma ci sono voluti più di 200 anni prima che le prime prove osservative fossero raccolte nel 1984.

Un eccesso sconcertante di luce infrarossa proveniente dalla polvere calda è stato rilevato dall’IRAS (Infrared Astronomy Satellite) della NASA.

È stato interpretato come un guscio o un disco di polvere che si estende per il doppio del raggio orbitale di Plutone dalla stella.

Nel 2005 il telescopio spaziale a infrarossi Spitzer della NASA ha mappato un anello di polvere intorno a Vega.

Ciò è stato ulteriormente confermato dalle osservazioni con telescopi submillimetrici, tra cui il Submillimeter Observatory del Caltech sul Mauna Kea, nelle Hawaii, e anche l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile, e il telescopio spaziale Herschel dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea), ma nessuno di questi telescopi è riuscito a vedere molti dettagli.

“Le osservazioni di Hubble e Webb insieme forniscono molti più dettagli che ci stanno dicendo qualcosa di completamente nuovo sul sistema Vega che nessuno sapeva prima”, ha detto Rieke.

Il James Webb Space Telescope è il primo osservatorio scientifico spaziale del mondo. Webb sta risolvendo i misteri del nostro sistema solare, guardando oltre i mondi lontani intorno ad altre stelle e sondando le strutture misteriose e le origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, ESA (Agenzia Spaziale Europea) e CSA (Agenzia Spaziale Canadese).

 

 

Immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, S. Wolff (University of Arizona), K. Su (University of Arizona), A. Gáspár (University of Arizona)