La piccola stella che illumina un giovane sistema planetario


Gli astronomi scoprono nuove tappe nell’evoluzione dei giovani sistemi solari.

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Questa è un’immagine a falsi colori alle lunghezza d’onda submillimetriche del sistema iras 15398-3359 che si trova a 47 anni luce da terra.

Gli astronomi del Dipartimento di Fisica dell’Università di Tokyo hanno scoperto un denso disco di materiale intorno a una giovane stella, che può essere un precursore di un sistema planetario. La loro ricerca potrebbe migliorare notevolmente i modelli di come si formano i sistemi solari, che ci dirà di più sul nostro posto nel cosmo.

All’inizio del 2017, l’assistente professore Yoko Oya ha fornito alla studentessa laureata Yuki Okoda alcuni dati recenti e complessi su una stella vicina, con i quali ha potuto iniziare il suo dottorato.

La stella in questione (conosciuta solo con il suo numero di catalogo IRAS 15398-3359) è piccola, giovane e relativamente fredda per una stella. La sua piccola dimensione fa sì che la debole luce che produce non possa raggiungerci nemmeno attraverso una nube di gas e polvere che la circonda. Ma questo non impedisce alle menti curiose di esplorare l’ignoto.

Nel 2013, Oya e i suoi collaboratori hanno utilizzato l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile per osservare la stella nelle lunghezze d’onda submillimetriche, poiché quel tipo di luce può penetrare nella nube di polvere – per riferimento, la luce rossa è di circa 700 nanometri. Un’analisi accurata ha rivelato alcune strutture nebulose interessanti, nonostante le immagini che hanno lavorato fossero difficili da comprendere.

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IRAS 15398-3359 è un prototipo di Classe 0, invisibile agli occhi umani, deve essere visto in lunghezze d’onda più lunghe.

“La più grande sfida accademica che ho affrontato è stata quella di cercare di dare un senso alle immagini granulose. È estremamente difficile sapere esattamente cosa stai guardando”, dice Okoda. “Ma mi sono sentito in dovere di esplorare la natura delle strutture che il Dr. Oya aveva visto con ALMA, così ho escogitato un modello per spiegarle”. Il modello che ha prodotto è stata una sorpresa per Okoda e i suoi colleghi, ma si adatta perfettamente ai dati. Descrive un disco denso di materiale che consiste di gas e polvere dalla nuvola che circonda la stella. Questo non è mai stato visto prima intorno a una stella così giovane.

Il disco è un precursore di un disco protoplanetario, che è ancora più denso e alla fine diventa un sistema planetario in orbita intorno a una stella.

“Non possiamo dire con certezza che questo particolare disco si fonderà in un nuovo sistema planetario”, spiega Oya. “La nuvola di polvere può essere spinta via da venti stellari o potrebbe cadere tutta nella stella stessa, alimentandola nel processo. Quello che è emozionante è la rapidità con cui questo potrebbe accadere”.

La stella è piccola, circa lo 0,7% della massa del nostro sole, sulla base di osservazioni della massa della nube circostante. Potrebbe raggiungere il 20% in poche decine di migliaia di anni, un battito di ciglia sulla scala cosmica.

“Spero che le nostre osservazioni e i nostri modelli miglioreranno la conoscenza di come si formano i sistemi solari”, dice Okoda. “I miei interessi di ricerca riguardano giovani oggetti protostellari e l’implicazione che i dischi protoplanetari potrebbero formarsi prima del previsto mi entusiasma molto”.

Okoda ha iniziato questo progetto un anno e mezzo fa per affinare le sue abilità come astronomo, ma rispecchiando la giovane stella che ha osservato, la pratica si è evoluta rapidamente ed è diventato un progetto di ricerca completo, che si spera le valga un dottorato di ricerca presso l’Università di Tokyo.

Le osservazioni e il modello risultante sono stati possibili solo grazie ai progressi nella radioastronomia con osservatori come ALMA. Il team ha avuto la fortuna che l’aerea del disco è a livello con il nostro sistema solare in quanto questo significa che la luce stellare ALMA vede passare abbastanza del gas e della polvere per divulgare le caratteristiche importanti di esso.

“Abbiamo avuto anche la fortuna di avere con ALMA il tempo di fare le nostre osservazioni. Solo il 20% circa delle applicazioni viene effettivamente eseguito”, spiega Oya. “Con strumenti astronomici altamente specializzati, c’è molta competizione per il tempo. La mia speranza è che il nostro successo ispiri una nuova generazione di astronomi in Giappone a studiare le stelle”.


Leggi su iopscience: The Co-evolution of Disks and Stars in Embedded Stages: The Case of the Very-low-mass Protostar IRAS 15398–3359.

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