Il primo scatto della storia di un pianeta che si è appena formato

PDS 70b è il primo pianeta di un altro sistema stellare a essere identificato con chiarezza grazie a uno scatto del VLT.

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Per la prima volta nella storia astronomica, è stato possibile catturare un'immagine diretta di un pianeta che si è appena formato, orbitante attorno a una stella appena nata.
Al di là del fascino indiscutibile dello scatto, che potete ammirare nel video che segue, sono da sottolineare le conseguenze che porterà nello studio degli esopianeti, ovvero di quei pianeti al di fuori del sistema solare.
Il dilemma della formazione dei pianeti che orbitano attorno al Sole è tutt'oggi un mistero da risolvere: la teoria più diffusa descrive la formazione dei pianeti da un disco protoplanetario di gas e polveri che 4,6 miliardi di anni fa orbitava attorno al Sole, ma non è affatto semplice trovare indizi chiari che la confermino.

L'idea è quella di osservare altri sistemi stellari sperando di raccogliere i dati in concomitanza della formazione di esopianeti. Finalmente gli astronomi dell'ESO hanno ottenuto i risultati sperati!

Come è stata scattata l'immagine?

L'immagine del pianeta neonato è uno dei risultati portati dall'European Southern Observatory (ESO), un centro di ricerca astronomico nato dalla collaborazione di 15 stati europei che hanno permesso la costruzione del Very Large Telescope (VLT) nel deserto di Atacama in Cile.
Parliamo di 4 telescopi separati, osservabili nella foto che segue, che vengono sfruttati come un unico gigantesco telescopio astronomico in grado di catturare la frequenza ottica, ovvero le stesse onde elettromagnetiche che captiamo con i nostri occhi.
In realtà il VLT può osservare oggetti nello spazio che hanno una luce miliardi di volte più fioca di quella che può vedere l'occhio umano e, oltre a questo, i suoi sensori possono catturare anche le onde elettromagnetiche alla frequenza dell'infrarosso, generalmente associata a oggetti che emanano calore.
Costruire un telescopio del genere a un'altezza di più di 2,6 km dal mare significa ottenere una qualità dei dati seconda solo a quella di Hubble, per via della zona arida, e quindi della minore distorsione delle immagini causata dall'atmosfera. A oggi VLT è il miglior mezzo terrestre per osservazioni alla frequenza del visibile.


I pianeti nascono da densi dischi molecolari

Il pianeta appena nato che è stato osservato grazie al VLT è PDS 70b, una nomenclatura che lo indica come orbitante attorno alla stella PDS 70 nella costellazione del Centauro, a circa 370 anni luce dalla Terra.
La stella neonata ha un disco protoplanetario di denso gas e polveri di dimensioni considerevoli che la circondano, ed è proprio al suo interno che è stato identificato PDS 70b: nell'immagine che segue, nella quale la stella è stata oscurata per mettere in risalto il pianeta, è il punto più luminoso alla destra del centro.
Lo scatto dimostra che i dischi di materia, che orbitano attorno alle stelle appena nate, sono il luogo di nascita dei pianeti, confermando quella che la comunità astronomica considera la teoria più credibile a proposito della formazione dei pianeti.

La foto che segue ritrae sempre il sistema PDS 70, ma stavolta nell'anno 2012, quando gli studiosi di esopianeti avevano già intuito che ci potessero essere dei pianeti appena nati.
Infatti è chiaramente visibile il gap tra la stella e il disco protoplanetario, uno dei più grandi che siano stati identificati attorno a una stella con massa simile a quella del Sole, l'indizio della presenza di uno o più pianeti formatisi dal gas mancante.
Per ora solo PDS 70b è stato confermato come pianeta orbitante attorno alla stella, ma la larghezza dello spazio vuoto tra quest'ultima e il disco protoplanetario suggerisce la presenza di altri pianeti ancora.
PDS 70b ha tracciato un buco gigantesco nelle vicinanze del centro del disco dopo aver accumulato materiale da questo, assumendo la sua forma attuale.

La foto del 2012 è stata resa possibile grazie alla radiazione infrarossa, ma in quell'anno VLT non era ancora equipaggato dei giusti mezzi per poter distinguere un pianeta.
Negli anni successivi il telescopio è stato aggiornato con un nuovo strumento, SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), che lavora nelle frequenze della luce visibile.
Nel 2014 è entrato in funzione e in questi anni è stato in grado di fornire immagini dei dischi protoplanetari con risoluzione senza precedenti: grazie al coronografo con cui è equipaggato, è possibile ostruire la sorgente luminosa generando a tutti gli effetti un'eclissi artificiale. Questo serve a identificare sorgenti luminose in prossimità di una stella che sono nettamente più fioche.
Tramite il coronografo, che oscura la sorgente luminosa principale, e altri strumenti è stato possibile isolare e identificare PDS 70b, il pianeta di cui si supponeva l'esistenza per via del gap, ma che ancora non era stato osservato.

Che tipo di pianeta è PDS 70b?

Il nuovo pianeta è un gigante gassoso avente 9 volte la massa di Giove e una temperatura superficiale di circa 1000 °C. La sua distanza dalla stella che lo ospita sarebbe la stessa che intercorre tra il Sole e Urano, sarebbero necessari circa 120 anni per un'orbita completa.
Probabilmente non ha ancora terminato il processo di formazione e starebbe assorbendo altro materiale dal disco protoplanetario della stella che lo ospita. Le radiazioni del nucleo e dell'atmosfera sarebbero alterate dalla presenza di fitte nubi.
Il fatto che il sistema sia tutt'ora in evoluzione è una notizia decisamente positiva, dal punto di vista della ricerca sugli esopianeti: per la prima volta gli studiosi hanno a disposizione dei dati su un pianeta che si è appena formato e che starebbe ancora affrontando una lunga fase evolutiva.

Il sistema PDS 70 si troverebbe in una fase nella quale la stella si è appena formata dal collasso delle molecole presenti nel disco protoplanetario, e pianeti simili al PDS 70b starebbero ancora raccogliendo materiale dal disco: questo significa che la stella non ha ancora cominciato a emettere il vento solare, particelle cariche che "pulirebbero" il gas e le polveri circostanti.
L'immagine di PDS 70b dimostra che è possibile studiare gli esopianeti anche da telescopi terrestri e non solo da quelli che orbitano attorno alla Terra. Questa è un'ottima notizia per i nuovi telescopi terrestri, ancora più grandi del VLT, che arriveranno nei prossimi anni.