Grazie alle immagini e ai dati spettroscopici ottenuti con il telescopio spaziale Hubble e con il Very Large Telescope (VLT) da 8,2 metri di apertura dell’ESO (Osservatorio di Cerro Paranal, Cile), sono state scoperte delle “strane ondulazioni” all’interno del disco di gas e polveri che circonda questa giovane stella vicina.
Le osservazioni, che sono state effettuate con lo strumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) applicato al VLT, erano indirizzate alla ricerca di addensamenti o strutture deformate nel disco, in quanto indizi della possibile presenza di pianeti in fase di formazione o che stanno attraversando le loro primissime fasi evolutive.
«Le nostre osservazioni hanno però mostrato qualcosa di inatteso», spiega Anthony Boccaletti, dell’Observatoire de Paris (Francia), coordinatore del gruppo di ricercatori che ha effettuato lo studio. «Le immagini di SPHERE mostrano un insieme di strutture non spiegate nel disco, che hanno una forma ad arco o a onda, diverse da qualsiasi cosa che sia mai stata osservata finora.»
Nelle immagini, infatti, sono chiaramente visibili cinque archi ondulati situati a distanze diverse dalla stella, una struttura simile a quella delle increspature che si formano quando si getta un sasso nell’acqua. Dopo averle rilevate, ilteam ha analizzato le immagini di AU Mic ottenute nel 2010 e nel 2011 con lo spettrografo STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) del telescopio spaziale Hubble, scoprendo che tali morfologie nel disco circumstellare erano già presenti, ma che sono cambiate e che si muovono verso l’esterno molto velocemente.
Sulla base delle misure effettuate su di un arco di tempo di circa quattro anni, si è scoperto che questi archi si stanno allontanando dalla stella con una velocità che raggiunge i 10 km/s. Le increspature più lontane dalla stella sembrano muoversi più velocemente rispetto a quelle più vicine e almeno tre di queste a una velocità tale che potrebbero anche sfuggire all’attrazione gravitazionale della stella.
Il rapido movimento di queste strane strutture porta a escludere la possibilità che possano essere originate da pianeti in formazione all’interno del disco, che con la loro presenza disturbano la materia nel disco in orbita intorno alla stella. Qualche altro fenomeno non comune deve aver accelerato le increspature per poterle far muovere così velocemente.
Il moto ondulatorio che è stato rilevato appare diverso da qualsiasi altra caratteristica osservata finora o prevista dalle teorie per un disco circumstellare.
Poiché nulla di simile è mai stato osservato né previsto, si possono solo fare delle ipotesi su ciò che stiamo osservando e sulla sua origine. Tra le ipotesi prese in considerazione – e successivamente scartate – una serie di fenomeni, tra cui la collisione tra due oggetti massicci di tipo asteroidale, che avrebbe rilasciato una quantità enorme di polvere e provocato onde a spirale innescate dalle instabilità gravitazionali del sistema.
Ma una spiegazione plausibile potrebbe legare le strane strutture osservate ai brillamenti stellari. AU Mic è una stella con un’alta attività di flaring, che spesso rilascia enormi ed improvvise ondate di particelle cariche energetiche.
Uno di questi brillamenti potrebbe aver perturbato qualcuno dei pianeti in formazione (se ci sono pianeti) “spogliandolo” violentemente dei suoi inviluppi gassosi esterni, che potrebbero ora propagarsi nel disco circumstellare spinti dall’energia del brillamento. Ma anche questa è soltanto un’ipotesi.
Per cercare di risolvere questo mistero, l’equipe prosegue lo studio di AU Mic con SPHERE e altri strumenti, tra cui ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Tuttavia, per il momento queste strane strutture rimangono un mistero irrisolto.
Versione inglese:
Strange undulations were observed in a disk of gas and dust around a young star, who do not seem to be related to the formation of new planets.
AU Microscopii (AU Mic) is a young red dwarf star of spectral type M, visible in southern skies, about 32 light years from us, almost eight times the distance from the Sun to Proxima Centauri, the nearest star. This little star has a mass slightly less than one third of that of the Sun, an estimated age of just 12 million years old and is surrounded by a large protoplanetary disk. Its proximity and the inclination deldisco circumstellar, that the Earth is seen cutting, AU Mic have made it an attractive target for the search for signs of planetary formation.
Thanks to the images and spectroscopic data obtained with the Hubble Space Telescope and the Very Large Telescope (VLT) at ESO 8.2-meter opening (Observatory of Cerro Paranal, Chile), were discovered “strange undulations” all ‘interior of the disk of gas and dust that surrounds this young nearby star.
The observations, which were carried out with the SPHERE instrument (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) applied to the VLT, they were directed to the search of clumps or warped structures in the disk, as indications of the possible presence of planets undergoing training or who are going through their earliest evolutionary stages.
“Our observations have shown, however, something unexpected,” says Anthony Boccaletti, the Observatoire de Paris (France), coordinator of the group of researchers who carried out the study. “The SPHERE images show a set of unexplained structures in the disk, which have an arc shape or a wave, unlike anything that has ever been observed so far.”
In the images, in fact, five corrugated arches are clearly visible at different distances from the star, a structure similar to that of the ripples that form when you throw a stone into the water. After being detected, ilteam analyzed the AU Mic images obtained in 2010 and 2011 with the spectrograph STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) of the Hubble Space Telescope and discovered that these morphologies in the circumstellar disk were already present, but which have changed and that they move very quickly towards the exterior.
On the basis of measurements made on a period of about four years, it was discovered that these arcs are moving away from the star at a speed of up to 10 km / s. The ripples further away from the star seem to move faster than those closer and at least three of these at such a rate that may even escape the gravitational pull of the star.
The rapid movement of these strange structures leads to rule out the possibility that they can be originated by planets being formed within the disk, which by their presence disturbs the matter in the disk in orbit around the star. Some other uncommon phenomenon must have accelerated the ripples order to be able to move so quickly.
The wave motion that was detected appears unlike anything observed or predicted by the theories so far characteristic for a circumstellar disk.
Because nothing like this has ever been observed neither expected can only speculate on what we are seeing and its origin. Among the hypotheses taken into consideration – and subsequently discarded – a series of phenomena, including the collision between two massive objects of asteroidal type, which would release a huge amount of dust and caused to spiral waves triggered by gravitational instability of the system.
But a plausible explanation could tie the strange structures observed in stellar flares. AU Mic is a star with a high flaring activities, which often releases huge and sudden waves of energetic charged particles.
One of these flares may have disrupted some of the planets in formation (if there are planets) “stripping” violently of its outer gaseous envelopes, which could now spread in the circumstellar disk driven by the energy of blasting. But even this is only a hypothesis.
To try to solve this mystery, the team continues the study of AU Mic with SPHERE and other instruments, including ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array). However, by the time these strange structures remain an unsolved mystery.