I misteri di Fomalhaut b


Visualizzazione di Fomalhaut e Fomalhaut b (Immagine artistica).

Il telescopio spaziale Hubble offre una visione della vera natura dell’esopianeta Fomalhaut b.


Quello che gli astronomi pensavano fosse un esopianeta, un pianeta al di là del nostro sistema solare, ora è apparentemente scomparso.

Gli astronomi adesso pensano che un pianeta adulto in quella posizione non sia mai esistito. Il telescopio spaziale Hubble aveva invece osservato una nube in espansione di particelle di polvere finissima causata da una collisione titanica tra due corpi celesti ghiacciati delle dimensioni di un asteroide in orbita attorno alla luminosa stella Fomalhaut, a circa 25 anni luce dalla Terra.

“Il sistema di Fomalhaut è il laboratorio di prova definitivo per tutte le nostre idee su come si evolvono gli esopianeti e i sistemi stellari”, ha detto George Rieke dell’Osservatorio Steward dell’Università dell’Arizona.

“Abbiamo prove di tali collisioni in altri sistemi, ma nessuna di queste titaniche dimensioni è mai stata osservata. Questo è un esempio di come i pianeti si distruggono l’un l’altro”.

In precedenza si credeva che l’oggetto, in orbita intorno a Fomalhaut, fosse un pianeta, chiamato Fomalhaut b, ed è stato annunciato per la prima volta nel 2008 sulla base dei dati rilevati nel 2004 e nel 2006. Era chiaramente visibile in diversi anni di osservazioni di Hubble che lo rivelavano come un punto in movimento. A differenza di altri esopianeti a immagine diretta, i rompicapi con Fomalhaut b sono sorti presto. L’oggetto era insolitamente luminoso alla luce visibile, ma non aveva alcuna traccia di calore infrarosso rilevabile. Gli astronomi hanno proposto che la luminosità aggiunta provenisse da un enorme guscio o anello di polvere che circondava l’oggetto che poteva essere legato a una collisione. Inoltre, le prime osservazioni di Hubble hanno suggerito che l’oggetto poteva non seguire un’orbita ellittica, come fanno di solito i pianeti.

Illustrazione dalle osservazioni del telescopio spaziale Hubble sulle nubi di polvere in espansione di Fomalhaut b dal 2004 al 2013. La nube è stata prodotta in una collisione tra due grandi corpi in orbita attorno alla luminosa stella vicina Fomalhaut. Questa è la prima volta che un evento così catastrofico attorno a un’altra stella è stato immortalato.

“Queste collisioni sono estremamente rare e quindi è una cosa importante che riusciamo a vederne una”, ha detto András Gáspár dell’Università dell’Arizona. “Crediamo di essere stati nel posto giusto al momento giusto per aver assistito a un evento così improbabile con il telescopio spaziale Hubble”.

“Il nostro studio, che ha analizzato tutti i dati d’archivio disponibili di Hubble su Fomalhaut b, comprese le immagini più recenti scattate da Hubble, ha rivelato diverse caratteristiche che insieme dipingono un quadro che l’oggetto di dimensioni planetarie potrebbe non essere mai esistito in primo luogo” 1, ha detto Gáspár.

Questa immagine mostra Fomalhaut, la stella intorno alla quale orbita la nube di polvere appena scoperta. Fomalhaut è molto più calda del nostro Sole, 15 volte più luminosa, e si trova a 25 anni luce dalla Terra. Brilla a una potenza così furiosa che brucerà in un solo miliardo di anni, il 10% della durata della vita della nostra stella. Il campo visivo è di 2,7 x 2,9 gradi.

Le immagini di Hubble del 2014 hanno mostrato che l’oggetto era scomparso, con l’incredulità degli astronomi. Aggiungendo al mistero, le immagini precedenti mostravano che l’oggetto svaniva lentamente nel tempo.

“Chiaramente, Fomalhaut b stava facendo cose che un pianeta in buona fede non dovrebbe fare”, ha detto Gáspár.

L’interpretazione che ne risulta è che Fomalhaut b non è un pianeta, ma una nube in lenta espansione che si espande nello spazio a seguito di una collisione tra due grandi corpi. I ricercatori ritengono che la collisione sia avvenuta non molto tempo prima delle prime osservazioni effettuate nel 2004. Ormai la nube di detriti, costituita da particelle di polvere di circa 1 micron (1/50 del diametro di un capello umano), è al di sotto del limite di rilevamento di Hubble. Si stima che la nube di polvere si sia ormai espansa ad una dimensione maggiore dell’orbita della Terra intorno al nostro Sole.

Altrettanto sconcertante è che l’oggetto non si trova su un’orbita ellittica, come previsto per i pianeti, ma su una traiettoria di fuga, o percorso iperbolico.

“Una nube di polvere massiccia di recente creazione, che subisce notevoli forze radiative dalla stella centrale Fomalhaut, verrebbe posizionata su una tale traiettoria” ha detto Gáspár, “Il nostro modello è naturalmente in grado di spiegare tutti i parametri osservabili indipendenti del sistema: il suo tasso di espansione, la sua dissolvenza e la sua traiettoria”.

Poiché Fomalhaut b si trova attualmente all’interno di un vasto anello di detriti ghiacciati che circonda la stella, i corpi in collisione erano probabilmente una miscela di ghiaccio e polvere, come i corpi cometari che esistono nella fascia di Kuiper ai margini esterni del nostro sistema solare. Gáspár e Rieke stimano che ognuno di questi corpi simili a comete misurasse circa 200 chilometri di diametro. Essi suggeriscono anche che il sistema di Fomalhaut potrebbe subire uno di questi eventi di collisione solo ogni 200.000 anni.

Gáspár, Rieke e altri astronomi osserveranno il sistema di Fomalhaut anche con il prossimo telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA, il cui lancio è previsto per il 2021.

I misteri di Fomalhaut b

Fonte

  1. Il documento del team “New HST data and modeling reveal a massive planetesimal collision around Fomalhaut” sarà pubblicato in the Proceedings of the National Academy of Sciences il 20 aprile 2020.