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20 maggio
2022 IL PRIMO SISTEMA DI OGGETTI PLANETARI ATTORNO A UNA FUTURA
SUPERNOVA In un articolo in via di pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics, un gruppo
internazionale guidato da ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica
(INAF) riporta la scoperta di una coppia di oggetti con rapporto di massa e
irraggiamento simili a Giove attorno alla stella
massiccia Mu2 Scorpii (μ2 Sco). La stella, facilmente
visibile ad occhio nudo, è condannata a evolvere come supergigante rossa per
poi esplodere in supernova tra circa una decina di milioni di anni. Si tratta
quindi della prima scoperta di oggetti
planetari (o planet-like) attorno a
una futura stella supernova. Tutti i pianeti scoperti finora si trovano
attorno a stelle che terminano la loro vita come nane bianche. Vito Squicciarini, dottorando dell’Università
di Padova presso l’INAF e primo autore del paper,
commenta la scoperta: i risultati delle osservazioni mostrano “per la prima
volta che la formazione planetaria è possibile anche attorno a stelle massicce,
superando il record stabilito dal nostro team con la stella binaria b Centauri.
Il rapporto tra la massa di tutti questi oggetti e la massa della loro stella è
attorno all'uno o due per mille, molto simile a quello di Giove rispetto al
Sole: per una serie di ragioni, questo fatto è del tutto inatteso”. La giovane stella subgigante blu al centro dello studio è
nove volte più massiccia e 5000 volte più luminosa del Sole. È osservabile in
direzione della costellazione dello Scorpione ed è distante circa 550 anni luce
anni luce dal Sistema solare, non molto al di sotto di Antares. “Se
consideriamo Mu2 Sco b un pianeta, la sua stella Mu2 Sco
sarebbe la stella più massiccia attorno a cui siano stati scoperti pianeti”,
aggiunge il giovane autore. Le osservazioni sono state realizzare nell’ambito
del programma B-star Exoplanet Abundance Study (BEAST) utilizzando lo strumento
SPHERE del Very Large Telescope (VLT) dell’ESO in Cile. Squicciarini precisa: “Solo uno dei due oggetti, Mu2
Sco b, è stato confermato. Il secondo oggetto, che per ora rimane un candidato
pianeta (sebbene molto promettente), necessita invece di uno studio futuro teso
a confermarne definitivamente l’esistenza. In tal caso, il suo nome temporaneo
CC0 sarà sostituito con Mu2 Sco c”. I ricercatori non possono confermare, in ogni caso, che si
tratti effettivamente di pianeti: la loro massa è leggermente maggiore del
limite planetario e ciò li qualificherebbe invece nella classe di "nane
brune". A parte questo dettaglio, il team descrive un sistema “simil”
planetario, in cui la stella avrebbe il ruolo di "super Sole" e i due
oggetti quello di "Super Giove". “Si tratta del secondo sistema di
questo tipo scoperto dal nostro team; niente di simile era noto prima dei
nostri studi, e c'erano addirittura buone ragioni per ritenere che non
potessero esistere pianeti attorno a stelle con massa superiore a tre volte
quella del Sole. Questo lavoro spinge molto più in là i limiti ultimi dei
meccanismi di formazione planetaria, aprendo nuovi filoni di ricerca
finalizzati a comprendere come sia possibile formare sistemi planetari in
condizioni così esotiche”, prosegue Raffaele
Gratton, ricercatore presso l’INAF di Padova e co-autore dell’articolo. Ha avuto inizio nel 2019 la campagna osservativa finalizzata
a cercare, con la tecnica del direct imaging, pianeti giganti e nane brune
attorno a 85 stelle giovani (età tra i 5 e i 30 milioni di anni) con una massa
molto elevata (maggiore di 2,5 masse solari). “L'obiettivo - spiegano gli
autori - è verificare se esistono e quanto sono abbondanti questi oggetti, per
comprendere se la formazione planetaria sia possibile o no attorno a stelle
così massicce. Tentiamo, inoltre, di testare le predizioni delle teorie
esistenti in un ambito di applicazione completamente nuovo: i modelli di
formazione planetaria sono stati storicamente sviluppati e testati su stelle
simili al Sole, e recentemente estesi a stelle meno massicce (le più frequenti
nell'universo, e quelle attorno a cui è stata trovata la maggior parte degli
esopianeti). Manca ancora un'estensione dei modelli a stelle con più di due
masse solari, che sono intrinsecamente più rare, e si spera che i risultati della
nostra survey possano dare una mano e un incentivo in tal senso”.
SPHERE è un imager in grado di compiere rilevazioni dirette
(direct imaging) di oggetti molto deboli attorno a stelle brillanti, isolando
la loro luce da quella della stella primaria e basandosi su una tecnologia
sofisticata, tra cui un’ottica adattiva estrema, la coronarografia, la
polarimetria, l’imaging differenziale e la spettroscopia di campo integrale.
SPHERE è stato progettato e costruito da un consorzio di 12 importanti istituti
di ricerca europei, tra cui l’INAF che ha coordinato il team che ha progettato
e costruito l’Integral Field Spectrograph (IFS), uno dei 3 bracci scientifici
dello strumento, e il Software di Controllo.
Il direct imaging è una tecnica piuttosto recente, per il
momento limitata a pianeti giganti molto giovani (meno di 100 milioni di anni),
che predilige distanze orbitali molto grandi. Grazie ai dati raccolti da VLT, i
ricercatori hanno potuto confermare che i dischi protoplanetari attorno a
stelle grandi come Mu2 Scorpii e b Centauri sono in grado di
generare oggetti planetari, o nane brune con caratteristiche che le rendono
molto simili a pianeti giganti. “Gli attuali modelli di formazione planetaria devono dunque
essere estesi a ricomprendere anche stelle del genere”, conclude Gratton. Per ulteriori informazioni: L’articolo “A scaled-up planetary system around a supernova progenitor”, di V. Squicciarini, R.
Gratton, M. Janson, E. E. Mamajek, G. Chauvin, P. Delorme, M. Langlois, A.
Vigan, S. C. Ringqvist, G. Meeus, S. Reffert, M. Kenworthy, M. R. Meyer, M.
Bonnefoy, M. Bonavita, D. Mesa, M. Samland, S. Desidera, V. D'Orazi, N. Engler,
E. Alecian, A. Miglio, T. Henning, S. P. Quanz, L. Mayer, O. Flasseur, G. D.
Marleau, è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics. Contatti: Ufficio stampa INAF - Eleonora Ferroni, eleonora.ferroni@inaf.it, 3313144670; Responsabile: Marco Galliani, ufficiostampa@inaf.it, 3351778428 |
