Ballando con le stelle

Beta Pictoris è una stella abbastanza luminosa (mag 3.86) e relativamente vicina (63.4 Anni Luce). Pur non essendo niente di veramente speciale detiene un paio di record: è stata la prima a mostrare un disco di polvere circumstellare e la prima a permetterci l’osservazione diretta di un pianeta. Che vogliamo di più?

Beta Pictoris è una stella molto giovane, dodici milioni di anni, e circa 1.75 volte più massiccia del Sole, con una luminosità 8-9 volte superiore. Già nel 1983 il satellite infrarosso IRAS aveva notato un eccesso di radiazione in quella lunghezza d’onda. Osservazioni dedicate scoprirono un disco di gas e polvere, il primo a essere individuato al di fuori del Sistema Solare (Fig. 1).

Una bellissima immagine del disco di Beta Pictoris

Figura 1. Una bellissima immagine del disco di Beta Pictoris. La luce della stella è stata ovviamente “nascosta” per mezzo di un coronografo.

Se ne è parlato a lungo e si sono fatte molte ricerche sempre più accurate. Si sono individuati degli anelli e delle lacune, forse una fascia asteroidale e tante altre cose interessantissime (Fig. 2)

Possibili anelli all’interno del disco di Beta Pictoris

Figura 2. Possibili anelli all’interno del disco di Beta Pictoris, evidenziati dallo Space Telescope.

Nel 2003, però, ecco che qualcosa di nuovo fa la sua comparsa, molto vicino alla stella centrale. Un’immagine ben netta e chiara. Una stella di sfondo? Probabilmente sì. L’immagine viene messa da parte e quasi dimenticata (Fig. 3), per essere annunciata solo nel 2008.

immagine del supposto pianeta attorno a Beta Pictoris ottenuta al VLT nel 2003

Figura 3. L’immagine del supposto pianeta attorno a Beta Pictoris ottenuta al VLT nel 2003. L’annuncio fu dato solo nel 2008.

Forse valeva la pena guardare di nuovo attorno alla stella e vedere se quella strana “intrusa” era sempre là o si era mossa. Osservazioni fatte nel 2008 e nel 2009 non trovarono più niente. Un buon o cattivo segno? Ottimo, direi, dato che nell’autunno 2009 ecco ricomparire la luce, ma dall’altra parte della stella centrale (Fig. 4)

Il pianeta (ormai può dirsi tale) ricompare dalla parte opposta della stella

Figura 4. Il pianeta (ormai può dirsi tale) ricompare dalla parte opposta della stella rispetto alla posizione occupata nel 2003.

Ormai non ci sono più dubbi. Stiamo guardando il movimento di un gigantesco pianeta che orbita attorno a una stella che non è il Sole. Si possono già fare i primi conti. L’orbita dovrebbe distare da 8 a 15 Unità Astronomiche dalla stella. E la massa probabilmente è circa 8-9 volte quella di Giove. Il periodo di rivoluzione dell’ordine di 15-20 anni. Piuttosto breve, tale da permettere uno studio continuo dell’evoluzione orbitale e delle interazioni con il disco.

Recentemente ecco una nuova conferma, a una lunghezza d’onda leggermente più piccola (Fig. 5).

La nuova immagine di Beta Pictoris b, ottenuta nel 2010 sempre dal VLT

Figura 5. La nuova immagine di Beta Pictoris b, ottenuta nel 2010 sempre dal VLT. Sono anche segnate le osservazioni precedenti e l’orbita di Saturno per confronto. Come si vede, la traiettoria è vista praticamente di taglio.

L’orbita è sicuramente poco inclinata rispetto alla linea di vista, come d’altra parte diceva già la struttura del disco. Questa geometria dovrebbe portare a transiti. Si potrebbero vedere? Forse è già stato fatto. Dobbiamo tornare indietro nel tempo, al 1981. Proprio in quell’anno si era notato qualcosa di strano nella luce della stella, forse proprio il transito del grande pianeta. Con i dati di oggi, quell’osservazione sembra confermata.

Le nuove osservazioni indicano una temperatura tra 1100 e i 1700 °C. Un pianeta molto caldo e quindi sicuramente molto giovane.

Che bello veder danzare pianeti così lontani. Anche loro “ballano con le stelle”, ma molto meglio che in … TV!

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14 Commenti

  1. Ottima notizia!
    Vedremo poi se sarà possibile organizzare un viaggio virtuale da quelle parti! 😯
    rimanete sintonizzati! :mrgreen:

  2. perfetto Pier! E ho in serbo un viaggetto per te veramente “conturbante”. Ti lascio nell’incertezza….
    :mrgreen:

  3. Che bello Enzo! Vista la distanza e la grandezza si potranno fare stud più accurati.
    Perdonami la domanda al solito dissennata, ma la visibilità o meno dei Pianeti che orbitano intorno ad una stella può essere nascosta dalla posizione dell’orbita rispetto alla nostra posizione? In pratica ci potrebbero essere pianeti che potranno rimanere non visibili non solo a causa delle dimensioni e della distanza ma proprio della loro orbita ? Se si, potremmo ovviare anche a ciò un giorno? Perdonami della farneticazione ma la cosa mi entusiasma sempre molto.

  4. caro Mario,
    direi che più che l’orbita è la distanza dalla stella che crea problemi. Se, ovviamente, è troppo vicina vi sono seri problemi di mascheratura. L’orbita può essere o vista di faccia e allora si vedrà il puntino lungo tutta l’orbita, sempre a distanza simile (dipende dall’eccentricità). Il caso peggiore è se si vede l’orbita di taglio, come in questo caso. Molto tempo viene passato proprio davanti alla stella (o dietro). Tuttavia, come hai visto, si può risolvere. Inoltre darebbe luogo a transiti e/o eclissi che aiuterebbero nello studio accurato. OK? 😉 😉

  5. Quindi le zone di transito tra gli anelli potrebbero esservi a causa di pianeti in formazione che spazzano le orbite?

  6. caro AndreaGG,
    le lacune e gli anelli evidenziati nella seconda figura potrebbero in parte essere dovuti alla effettiva presenza di un pianeta che sta “spazzando”, ma anche alle risonanze con un pianeta più vicino e/o più lontanto in modo simile a quanto capita nella nostra zona degli asteroidi. Giove (quasi da solo) causa le “lacune”, dette anche Kirkwood Gaps dove mancano oggetti, e zone di accumulo come nella fascia di Hilda. Ricordo che le risonanze sono quelle zone in cui gli oggetti orbitanti hanno periodi orbitali che, se divisi per il periodo orbitale del pianeta, danno luogo e rapporti di numeri interi piccoli, tipo 2/3, 2/5, 1/3, ecc.

  7. Grazie Enzo. Non conoscevo questa cosa della ‘nostra’ fascia asteroidale… Potremmo però supporre che le forze mareali, creando zone pulite e concentrando materiale in altre, potrebbe favorire l’aggregazione di materiali, sperando che sempre le forze mareali non distruggano il ‘protopianeta’

  8. @Andrea
    sì, solo che questo è vero quando siamo nelle prime fasi di formazione di un sistema stellare…
    @Mario
    proprio così: ogni anello e ogni lacuna tra gli anelli derivano da numerosissimi e complicati rapporti di risonanza tra periodi orbitali dei satelliti, che ricordo essere la bellezza di 62 (almeno fino a tutt’oggi!)

  9. Gran bell’articolo!! Beta Pictoris è sicuramente un’ottimo laboratorio in cui verificare le ipotesi sulla formazione dei pianeti.
    Anche a me, come a Mario Fiori, era venuto in mente il sistema di anelli di Saturno come parallelo.
    Chissà se si potrà riscontrare un’equivalente della legge di Titius-Bode…..

  10. caro AndreaGG,
    una piccola precisazione: non si tratta di forze mareali, ma di risonanze orbitali. Il fatto che si svuotino delle zone dipende solo dal fatto che (a causa della ripetizione frequente della stessa configurazione asteroide-Giove) le perturbazioni gioviane si sommano e producono un aumento dell’eccentricità e dell’inclinazione, inserendo l’oggetto nel Sistema Solare interno (al perielio) fino a chè o finirà sul Sole, o impatterà con un pianeta (come la Terra) o sarà espulso dal SS. Le zone di accumulo sono invece zone protette dalle perturbazioni gioviane. Caso tipico sono i Troiani, che stanno proprio nella risonanza 1/1: stessa orbita ma a distanza di sicurezza.
    @altri…
    esattamente ciò che succede negli anelli di Saturno e non solo. Tuttavia, non sono legate alla legge di Titius Bode, ma solo alle masse e alle distanze dal pianeta principale e del perturbatore. Titius Bode “dovrebbe” dipendere solo dalla stella e dalla consistenza del disco protoplanetario. Ho molti dubbi, però, perchè non sembra che negli altri sistemi accada lo stesso. Tuttavia, per concludere qualcosa dovremmo conoscere tutti i pianeti di un esositema e ancora non possiamo… Argomento interessante, comunque….
    grazie dell’idea…come sempre 😛

  11. @enzo: Caro Enzo, quando parli di “risonanze” mi viene in mente sempre la musica. Da qui all’armonia celeste, il passo è breve….
    Quello a cui pensavo, citando la legge di Titius-Bode, è appunto che potrebbe esistere una correlazione tra massa della stella e distribuzione spaziale dei pianeti nel suo sistema (anche se per ora non risulta).
    Forse, è più probabile una correlazione tra la distribuzione della massa del sistema stella – pianeta gigante principale e la posizione degli altri pianeti, un po’ come avviene per gli anelli con Saturno e il perturbatore……
    Comunque, l’impressione che se ne ricava è che un certo ordine ci sia.
    Magari, dietro l’armonia c’è effettivamente un grande autore che la suona, e che porta i pianeti e anelli a stare dove sono, come un’enorme pifferaio magico…. ❓