Webb trova la prova di pianeti nascosti attorno ad una vicina stella. Il telescopio ha fatto la scoperta scrutando nella cintura di asteroidi di Fomalhaut. I ricercatori hanno utilizzato il telescopio per poter visualizzare la polvere calda presente attorno ad una giovane stella vicina, Fomalhaut.
L’obiettivo era quello di studiare la prima cintura di asteroidi, mai vista al di fuori del nostro sistema solare, con la luce infrarossa. Le strutture polverose, con grande sorpresa dei ricercatori, sono risultate molto più complesse delle cinture di polvere di asteroidi e Kuiper presenti nel nostro sistema solare.
Webb e le cinture di asteroidi
I ricercatori conoscono tre cinture nidificate che si estendono fino a 23 miliardi di chilometri dalla stella. La distanza è paragonabile a 150 volte a quella presente tra la Terra ed il Sole. La scala della fascia più esterna è circa il doppio di quella della fascia di Kuiper del nostro sistema solare. Questa è formata da piccoli corpi e polvere fredda ed è situata oltre Nettuno. Le cinture interne, che non erano mai state viste prima, sono state rivelate per la prima volta da Webb.
Le cinture circondano la giovane stella calda. Questa può essere vista anche ad occhio nudo, come la stella più luminosa della costellazione australe dei Pesci Austrinus. Le fasce polverose non sono altro che i detriti delle collisioni di corpi più grandi, analoghi agli asteroidi e alle comete. Queste sono spesso descritte come dei “dischi di detriti”.
András Gáspár dell’Università dell’Arizona, autore principale del nuovo articolo in cui vengono descritti i risultati ottenuti dalla scoperta ha spiegato che: “Descriverei Fomalhaut come l’archetipo dei dischi di detriti trovati altrove nella nostra galassia. Questo perché ha dei componenti simili a quelli che abbiamo nel nostro sistema planetario”.
Il ricercatore continua spiegando che: “Osservando gli schemi in questi anelli, possiamo effettivamente iniziare a fare un piccolo schema di come dovrebbe essere un sistema planetario, se potessimo effettivamente scattare una foto abbastanza profonda da vedere i pianeti”.
Webb i telescopi e le osservazioni
Hubble e l’osservatorio spaziale Herschel, così come l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), hanno precedentemente acquisito immagini molto nitide della fascia più esterna. Ma fino adesso nessuno di loro aveva trovato una struttura al suo interno. Le cinture interne sono state osservate per la prima volta da Webb alla luce infrarossa.
Schuyler Wolff, un altro membro del team dell’Università dell’Arizona, ha spiegato che: “Una qualità in cui Webb eccelle davvero è che siamo in grado di risolvere fisicamente il bagliore termico della polvere nelle regioni interne. In altre parole si possono vedere le cinture interne, formazioni che non abbiamo mai visto prima”.
Hubble, ALMA e Webb stanno collaborando insieme per poter assemblare una visione olistica dei dischi di detriti presenti attorno ad un certo numero di stelle. Schuyler Wolff, ha affermato che: “Con Hubble e ALMA, siamo stati in grado di immaginare un gruppo analogo alla fascia di Kuiper. Così facendo, abbiamo imparato molto su come si formano e si evolvono i dischi esterni”.
Il ricercatore continua dichiarando che: “Abbiamo bisogno di Webb per permetterci di immaginare una dozzina di cinture di asteroidi altrove. Possiamo imparare tanto sulle regioni calde interne di questi dischi, tanto quanto Hubble e ALMA ci hanno insegnato informazioni sulle regioni esterne più fredde”.
Webb e i dettagli della ricerca
Le cinture osservate, molto probabilmente, sono state scolpite dalle forze gravitazionali prodotte da pianeti invisibili. Allo stesso modo in cui è accaduto all’interno del nostro sistema solare, in cui Giove circonda la fascia degli asteroidi, il bordo interno della fascia di Kuiper è scolpito da Nettuno e il bordo esterno potrebbe essere guidato da corpi non ancora visti al di là di esso.
Man mano che Webb osserva altri sistemi, possiamo imparare a conoscere le configurazioni dei loro pianeti. L’anello di polvere di Fomalhaut è stato scoperto nel 1983, durante le osservazioni effettuate dall’Infrared Astronomical Satellite (IRAS) della NASA. L’esistenza dell’anello è stata anche dedotta da osservazioni precedenti e di lunghezza d’onda più lunga, utilizzando telescopi sub-millimetrici su Mauna Kea, Hawaii, il telescopio spaziale Spitzer della NASA e l’osservatorio sub-millimetrico di Caltech.
George Rieke, un altro membro del team e responsabile scientifico statunitense per il Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb, che ha effettuato queste osservazioni, ha spiegato che: “Le cinture intorno a Fomalhaut sono una specie di romanzo giallo. Dove sono i pianeti? Penso che non sia un grande azzardo dire che probabilmente c’è un sistema planetario davvero interessante attorno alla stella”.
Il ricercatore continua spiegando che: “Sicuramente non ci aspettavamo una struttura più complessa con la seconda fascia intermedia e poi la più ampia fascia di asteroidi. Questa è una struttura molto eccitante, perché ogni volta che un astronomo vede uno spazio vuoto e degli anelli in un disco, pensa che potrebbe esserci un pianeta che modella gli anelli”.
Conclusioni
Webb ha anche immaginato ciò che András Gáspár chiama “la grande nuvola di polvere”, una formazione che potrebbe essere la prova di una collisione avvenuta nell’anello esterno tra due corpi proto-planetari. Questa è una caratteristica molto diversa da un pianeta sospetto visto per la prima volta all’interno dell’anello esterno da Hubble nel 2008.
Le successive osservazioni di Hubble hanno mostrato che l’oggetto, entro il 2014, era scomparso. Un’interpretazione plausibile è che questa caratteristica scoperta di recente, come quella precedente, sia una nuvola in espansione di particelle di polvere molto fini, provenienti da due corpi ghiacciati che si sono scontrati l’uno con l’altro.
L’idea di un disco protoplanetario attorno ad una stella risale alla fine del 1700, quando gli astronomi Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace svilupparono indipendentemente la teoria secondo cui il Sole e i pianeti si formarono da una nube di gas rotante che è collassata e si appiattita a causa della gravità.
I dischi di detriti si sviluppano successivamente, in seguito alla formazione nei sistemi dei pianeti e alla dispersione del gas primordiale. Questi mostrano che i piccoli corpi, come gli asteroidi, si stanno scontrando in modo catastrofico e polverizzando le loro superfici in enormi nuvole di polvere e altri detriti.
Le osservazioni della loro polvere forniscono indizi unici molto importanti sulla struttura di un sistema eso-planetario, che arriva fino a pianeti delle dimensioni della Terra e persino asteroidi, che sono troppo piccoli per essere visti individualmente. I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.
