Astronomi scambiano esopianeta per difetto del telescopio, poi la scoperta

A volte le scoperte più sorprendenti possono accadere per puro caso. Caso in questione: un team internazionale di astronomi ha fotografato casualmente quello che pensano sia un pianeta in procinto di ingrandirsi, a 600 anni luce di distanza.  La stella in questione è una binario chiamata CS Cha , situata in una regione che forma le stelle nella costellazione meridionale di Chamaeleon . È una stella di T Tauri – molto giovane, di soli 2-3 milioni di anni, l’età perfetta per essere circondati da un disco protoplanetario di polvere e gas, nel processo di formazione dei pianeti.

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Era solo un disco del genere che il team di ricerca, guidato da astronomi olandesi dell’Università di Leida, sperava di trovare quando stavano studiando la stella usando lo strumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) sul Very Large Telescope nel cileno deserto nel febbraio 2017.

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CS Cha ha ciò che è noto come disco circumbinary, che circonda entrambe le stelle nel sistema binario. Ma quando guardavano le immagini, i ricercatori hanno visto un piccolo punto di luce vicino al binario, fuori dal disco circumbinary.  Quando hanno guardato le immagini scattate dallo strumento NACO del VLT 11 anni fa, hanno visto di nuovo il punto. E ancora nelle foto scattate dalla Wide Field and Planetary Camera di Hubble Space Telescope 2 19 anni fa. Quindi non era un problema tecnico o un’anomalia transitoria – era qualcosa che era davvero persistente nel tempo.

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E si stava muovendo con CS Cha – è sicuramente un compagno per la stella binaria. Ora, i ricercatori non sanno con certezza cos’è, ancora. Le opzioni sono relativamente limitate per un oggetto visibile in orbita attorno a una stella. Potrebbe essere una nana bruna , un tipo di stella “fallita” di massa molto bassa troppo piccola per sostenere la fusione dell’idrogeno, ma troppo grande e troppo calda per essere classificata come un gigante gassoso. Potrebbe, tuttavia, essere anche un grande gigante gassoso che sta ancora crescendo, quello che viene definito un super-Giove. Analisi spettroscopiche per cercare di capire quale si è dimostrato difficile, ma il motivo per cui il team di ricerca ha intrigato. Una serie di immagini catturate dal telescopio:

Immagini dai diversi strumenti che mostrano i compagni di CS Cha. (Ginski et al.)

“La parte più eccitante è che la luce del compagno è altamente polarizzata: tale preferenza nella direzione della polarizzazione di solito si verifica quando la luce viene dispersa lungo il percorso”, ha spiegato l’astronomo Christian Ginski dell’Università di Leida, autore principale del nuovo documento.

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“Sospettiamo che il compagno sia circondato dal suo stesso disco di polvere: la parte più difficile è che il disco blocca una gran parte della luce ed è per questo che possiamo difficilmente determinare la massa del compagno. “Quindi potrebbe essere una nana bruna, ma anche un super-Giove nei suoi anni da bambino. I classici modelli di formazione planetaria non possono aiutarci.”

Immagine a infrarossi di CS Cha e del suo compagno, polarizzata per rendere visibili i dischi di polvere. (C. Ginski / SPHERE)

Se è una di queste due cose, la scoperta sarà straordinaria. La maggior parte degli esopianeti è troppo lontana per essere fotografata direttamente. Possiamo solo dedurre la loro presenza basandosi sul modo in cui cambiano la luce della loro stella ospite, sia che la oscurino mentre passano tra essa ei nostri telescopi , o se il tiro della loro gravità cambia così leggermente la posizione della stella nel cielo, portando a uno spostamento Doppler . L’elenco degli esopianeti che sono stati osservati direttamente è incredibilmente breve e la prima osservazione diretta di una possibile nana bruna è stata annunciata solo nel 2009 , una scoperta alla quale i ricercatori erano profondamente entusiasti.

“I compagni nani bruni alle stelle di tipo solare sono estremamente rari”, ha dichiarato a Space.com all’epoca il ricercatore Michael McElwain della Princeton University . Il team di Ginski lavorerà per scoprire esattamente quale sia il loro oggetto utilizzando l’array Atacama Large Millimeter / submillimetre in Cile .

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“Il sistema CS Cha è l’unico sistema in cui è probabilmente presente un disco circumplanetario e un disco circumstellare risolto. È anche il meglio della nostra conoscenza il primo disco circumplanetario rilevato direttamente attorno a un compagno sub-stellare in luce polarizzata, limitando la sua geometria “, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo. “Una volta che il sistema è ben compreso, potrebbe essere considerato un sistema di riferimento per scenari di formazione di pianeti marini e nani”. La ricerca è stata accettata per la pubblicazione in  Astronomy & Astrophysics e può essere letta integralmente su arXiv di preprint .