Nuova immagine diretta di un super-Giove

Trovato da un gruppo internazionale intorno a una giovane stella simile al Sole

Rappresentazione artistica di un disco protoplanetario con un pianeta gi tipo gioviano in formazione. (NAOJ)

Diversi sondaggi nell’infrarosso hanno rivelato dischi di detriti attorno a centinaia di giovani stelle di età inferiore a 100 milioni di anni. Tali scoperte hanno permesso di studiare nel dettaglio gli ambienti di formazione planetaria e la loro rapida evoluzione. I giovani dischi di detriti, in particolare, indicano i processi di formazione planetaria, quindi studiarli equivale a gettare uno sguardo sull’infanzia del nostro Sistema Solare.

Il sistema planetario di HD 114082

La giovane stella HD 11408 di tipo F (giallo-bianca) appartiene all’associazione Scorpius-Centaurus, un gruppo di stelle coeve distante circa 310 anni luce. La stella è circondata da due distinte cinture planetesimali: una eso-Kuiper luminosa con un raggio di 36 Unità Astronomiche (UA) e una di polvere calda. Quest’ultima è riconducibile all’emissione termica prodotta da due separate popolazioni di polveri, estesa tra 3 e 18 UA dalla stella con una temperatura di circa 500 K. Il disco di HD 114082 potrebbe però essere formato da più anelli di detriti irrisolti con la strumentazione attuale.

Finora non sono stati osservati oggetti planetari nella cavità con immagini dirette, tuttavia almeno un pianeta gioviano è stato identificato in recenti dati del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). La mancata rivelazione è riconducibile alla posizione che lo pone dietro il coronografo dello strumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del Very Large Telescope (VLT) dell’Eso.

Curva di luce TESS con i residui associati.

Un pianeta in transito

Tess ha osservato HD 114082 tra il 28 aprile e 26 maggio 2021. Durante questo periodo ha rilevato un singolo evento di transito, riportato nella lista di oggetti d’interesse (TOI) nel luglio 2021. La curva di luce è riconducibile a un transito “pulito”, cioè non contaminata dall’attraversamento del disco stellare anche da parte di asteroidi e polveri.  In altri termini l’occultazione avviene lungo la direzione di vista senza alcuna interferenza dei detriti, quindi l’oggetto ha già abbastanza ripulito la sua regione orbitale.  Il candidato esopianeta ha superato la prima fase di verifica fotometrica.

Nuove osservazioni

Uno studio condotto dal consorzio SpHere INfrared survey for Exoplanets (SHINE), guidato da Natalia Engler dell’IPA di Zurigo, presenta nuove immagini ottiche nel vicino infrarosso. Le osservazioni riguardano la luce diffusa (intensità totale e polarizzata) proveniente dal disco circumstellare, utilizzando tecniche d’imaging differenziale angolare (ADI) e differenziale polarimetrico (PDI).  Le immagini, ottenute utilizzando SPHERE, IRDIS, IFS e ZIMPOL del VLT, mostrano una cintura planetesimale asimmetrica molto luminosa con un raggio di circa 35 UA e un’inclinazione di circa 83°.

La modellazione mostra che la distribuzione della luminosità del disco nell’immagine può essere ricondotta alla diffusione prodotta da particelle di polveri intorno a 5 µm, simile quindi al comportamento della polvere cometaria nel Sistema Solare.

Gli autori rilevano che l’emissione è maggiore se confrontata a quella di altri due dischi simili, HD 114082 e HD 117214.  Le particelle di polvere intorno a HD 114082 sono quindi più riflettenti, con albedo di 0,65. Esse disperdono quasi i due terzi della radiazione stellare in arrivo e ne assorbono solo un terzo. La polarizzazione del 17% è paragonabile ai valori della polvere cometaria nel Sistema Solare.

Sebbene entrambe le stelle siano di tipo F, le differenze riscontrate nei loro dischi possono essere ricondotti a particelle con proprietà diverse nel vicino IR. Probabilmente la diversa composizione o struttura del materiale detritico può cambiare con l’età stellare.

Immagini di intensità totale del disco di detriti HD 114082 ottenute con dati IFS combinati spettralmente (pannello di sinistra) e dei dati IRDIS (pannello di destra). La posizione della stella è contrassegnata da una croce gialla.
(Tratto da Engler et al. 2022 https://arxiv.org/pdf/2211.11767.pdf)

Un super-Giove vicino alla sua stella

Lo spettro di HD 114082 sembra essere privo di caratteristiche, mentre quello di HD 117214 esibisce bande di assorbimento riconducibili al ghiaccio di anidride carbonica. Tuttavia, sono necessarie osservazioni con elevate risoluzioni spaziali e angolari nel vicino IR per confermarne la presenza.

I dati mostrano un calo di luce indicativo della presenza di un pianeta grande 8 volte Giove, all’interno della cavità della cintura planetesimale a circa 0,7 UA. Il transito del pianeta è stato osservato solo nel 2021 e i suoi parametri dovranno essere confermati tramite osservazioni di follow-up fotometrico e misure di velocità radiale.

Questa scoperta conferma come l’imaging diretto di esopianeti sia adesso possibile grazie a strumenti ad alta tecnologia, aumentate capacità di ripresa e di calcolo. Nel prossimo futuro, con gli strumenti di nuova generazione anche dallo spazio, l’imaging diretto sarà sempre più accurato e dettagliato anche su pianeti di taglia terrestre.  

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 310 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.