Un disco di formazione planetaria lacerato dalle sue tre stelle

Nel nostro sistema solare i pianeti che lo compongono orbitano tutti sullo stesso piano. Tuttavia, ciò non accade in tutti i sistemi stellari, specialmente nei dischi che formano pianeti attorno a più stelle, come l’oggetto del nuovo studio: GW Orionis. Questo sistema, situato a poco più di 1300 anni luce di distanza nella costellazione di Orione, ha tre stelle e un disco deformato e spezzato che le circonda.

“Le nostre immagini rivelano un caso estremo in cui il disco non è affatto piatto, ma è deformato e ha un anello disallineato che si è staccato”, afferma Stefan Kraus, professore di astrofisica presso l’Università di Exeter nel Regno Unito che ha condotto la ricerca pubblicata sulla rivista Science. L’anello disallineato si trova nella parte interna del disco, vicino alle tre stelle.

La nuova ricerca rivela anche che l’anello contiene 30 masse terrestri di polvere, che potrebbero essere sufficienti per formare pianeti. “Tutti i pianeti formati all’interno dell’anello disallineato orbiteranno attorno alla stella su orbite altamente oblique e poiché più della metà delle stelle nel cielo nascono con uno o più compagni, ciò solleva una prospettiva entusiasmante: potrebbe esserci una popolazione sconosciuta di esopianeti che orbitano attorno alle loro stelle su orbite molto inclinate e lontane“, afferma il membro del team Alexander Kreplin dell’Università di Exeter.

“Probabilmente ne verranno scoperti molti altri nelle future campagne di imaging planetario, ad esempio con l’ELT“, l’Extremely Large Telescope dell’ESO che dovrebbe entrare in funzione entro la fine di questo decennio.

Per arrivare a queste conclusioni, il team ha osservato GW Orionis per oltre 11 anni. A partire dal 2008, i ricercatori hanno utilizzato gli strumenti AMBER e successivamente GRAVITY sull’interferometro VLT dell’ESO in Cile per studiare la danza gravitazionale delle tre stelle nel sistema e mappare le loro orbite. “Abbiamo scoperto che le tre stelle non orbitano sullo stesso piano, ma le loro orbite sono disallineate l’una rispetto all’altra e rispetto al disco“, afferma Alison Young delle Università di Exeter e Leicester, nonché membro del team.

Il team ha anche osservato il sistema con gli strumenti SPHERE e ALMA, di cui l’ESO è un partner, visualizzando l’anello interno e confermando il suo disallineamento. SPHERE dell’ESO ha anche permesso di vedere, per la prima volta, l’ombra che questo anello proietta sul resto del disco. Questo ha aiutato a capire la forma 3-D dell’anello e il disco in generale.

Il team internazionale, che comprende ricercatori provenienti da Regno Unito, Belgio, Cile, Francia e Stati Uniti, ha quindi combinato le osservazioni esaustive con simulazioni al computer per capire cosa fosse successo al sistema. Per la prima volta, gli scienziati sono stati in grado di collegare chiaramente i disallineamenti osservati al teorico “effetto di lacerazione del disco“, il che suggerisce che l’attrazione gravitazionale conflittuale delle stelle in diversi piani può deformare e rompere i loro dischi.

Le simulazioni hanno mostrato che il disallineamento nelle orbite delle tre stelle potrebbe causare la rottura del disco in anelli distinti, che è esattamente ciò che hanno visto nelle loro osservazioni.

Le future osservazioni con l’ELT dell’ESO e altri telescopi potrebbero aiutare gli astronomi a svelare completamente la natura di GW Orionis e rivelare giovani pianeti che si formano attorno alle tre stelle che compongono il sistema.