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ALMA osserva una coppia peculiare di dischi protoplanetari

Una serie di osservazioni realizzate con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) hanno permesso di trovare una coppia peculiare di dischi circumstellari disallineati che circondano le stelle giovani del sistema binario HK Tauri. Questi risultati non solo ci forniscono preziosi indizi sulla formazione dei dischi protoplanetari nelle stelle doppie ma ci spiegano come mai così tanti esopianeti, a differenza di quelli del Sistema Solare, finiscono con l’avere orbite molto strane, eccentriche o inclinate.

Questa immagine del sistema binario HK Tauri combina dati in luce visibile e infrarossa del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA con i nuovi dati di ALMA. Le osservazioni di ALMA di questo sistema hanno fornito la visione più chiara finora dei dischi protoplanetari in una stella doppia. I nuovi risultati mostrano una possible via per spiegare perchè così tanti esopianeti, diversamente dai pianeti del Sistema Solare, hanno finito con l’assumere orbite strane, eccentriche o inclinate. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); K. Stapelfeldt et al. (NASA/ESA Hubble)

A differenza della nostra stella, il Sole, la maggior parte delle stelle si formano nei sistemi binari. Le binarie sono molto comuni, ma pongono una serie di domande che riguardano, ad esempio, la formazione dei pianeti in ambienti così complessi. Le due stelle del sistema HK Tauri, che si trova a circa 450 anni-luce dalla Terra nella costellazione del Toro, hanno meno di cinque milioni di anni e distano l’una dall’altra circa 58 miliardi di chilometri, ossia circa 13 volte la distanza che separa Nettuno dal Sole. La stella più debole, HK Tauri B, è circondata da un disco protoplanetario visto di taglio che blocca la luce stellare e permette perciò agli astronomi di avere una buona visuale sul disco, sia che osservino in luce visibile che alle lunghezze d’onda del vicino infrarosso. Anche la stella compagna, HK Tauri A, possiede un disco, ma in questo caso la luce della stella non viene bloccata. Ne risulta che il disco non appare in luce visibile perchè la sua debole luminosità viene sommersa dalla luce brillantissima della stella, mentre risulta molto luminoso a lunghezza d’onda millimetrica, che ALMA vede facilmente. Grazie ad ALMA, i ricercatori sono stati in grado non solo di vedere il disco intorno a HK Tauri A, ma anche di misurarne per la prima volta la rotazione. Ciò ha permesso di calcolare l’allineamento, anzi il disallineamento reciproco dei dischi che risulta di almeno 60 gradi. Quindi, invece di essere nello stesso piano delle orbite delle due stelle, almeno uno dei dischi appare fortemente inclinato. E’ noto che stelle e pianeti si formano da un’ampia nube di gas e polvere che contrae per effetto della gravità. Essa inizia a ruotare finchè la maggior parte della polvere e del gas si distribuisce su un disco protoplanetario appiattito che ruota intorno a una protostella che continua a formarsi al centro. Ma in un sistema binario come HK Tauri le cose si fanno più complesse. Quando le orbite delle stelle e dei dischi protoplanetari non sono all’incirca nello stesso piano, tutti i pianeti in formazione possono andare a finire su orbite molto eccentriche e inclinate. Guardando al futuro, serviranno ora nuove survey per capire se questo sistema è un caso raro o se invece si tratta di un fenomeno comune in tutta la Via Lattea.

ESO: ALMA Finds Double Star with Weird and Wild Planet-forming Discs
ALMA: ALMA Finds Double Star with Weird and Wild Planet-forming Discs
Nature: Misaligned protoplanetary disks in a young binary star system
Paper: Misaligned Protoplanetary Disks in a Young Binary System
see also arXiv: Circumstellar Disks Around Binary Stars in Taurus