Maggio 16, 2022

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Stavamo guardando una stella fallita trasformarsi in un pianeta gigante

Ingrandisci / Immagine del sistema AB Aurigae, con i dettagli dell’oggetto mostrati a destra.

Ad alcuni livelli, la formazione di stelle e pianeti è semplice: si formano dove c’è più materiale. Pertanto, mentre la materia prima della stella può essere una nuvola di gas diffusa, la distribuzione di questo gas non è del tutto uguale. Nel tempo, l’attrazione gravitazionale delle regioni con un po’ più di materiale attirerà più materiale, risultando infine in materiale sufficiente per formare una stella. o due – in molti casi si formerà più di una concentrazione della sostanza; In altri casi, un focus si dividerà in due. I pianeti si formano anche dove si trova la materia, poiché sono formati dal disco di materia che alimenta la stella in formazione.

Anche se questo può essere vero in generale, ci sono due problemi con esso. Innanzitutto, non esiste una chiara linea di demarcazione tra piccole stelle come le nane brune e pianeti massicci che abbiamo inserito in una categoria chiamata super-Giove. E una manciata di pianeti che siamo stati in grado di immaginare direttamente sembrano orbitare lontano dalla loro stella ospite, dove non dovrebbe esserci molto materiale per innescare la loro formazione.

Gli astronomi hanno annunciato questa settimana di aver fotografato il superpianeta Giove in divenire, lontano dalla stella su cui sembra essere in orbita. Ciò suggerisce che il pianeta si sia probabilmente formato attraverso un processo che produce stelle piuttosto che un processo che produce giganti gassosi come Giove.

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La stella in questione si chiama AB Aurigae, ed è una stella molto giovane situata a 500 anni luce dal Sole. È incorporato in una nuvola di gas, parte della quale è ancora probabile che cada nella stella. Dietro di loro c’è una nuvola di polvere. Si pensa che questa nuvola sia un buon candidato per la formazione del pianeta per diversi motivi. Innanzitutto, la polvere è stata rimossa dalla regione più vicina alla stella. In secondo luogo, il gas nel disco interno è stato modellato in bracci a spirale dagli effetti della gravità.

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Un team di ricercatori ha utilizzato il tempo del telescopio per cercare pianeti in AB Aurigae. E i ricercatori a quanto pare ne hanno trovato uno, ora chiamato AB Aurigae b, a circa 100 unità astronomiche di AB Aurigae (ogni unità astronomica è la distanza tipica tra la Terra e il Sole). Questa è più del doppio della distanza tra il Sole e Plutone. Questa posizione pone AB Aurigae b all’interno dell’anello di polvere e in una posizione in cui dovrebbe essere in grado di creare il tipo di bracci a spirale visibili nel gas tra la polvere e la stella. Deve anche trovarsi al di fuori della regione in cui la densità della materia è sufficientemente alta da ospitare la formazione naturale del pianeta.

Uno sguardo attraverso gli archivi di immagini indica che abbiamo indicazioni che il pianeta esiste da un po’ di tempo. Le immagini indicano chiaramente che AB Aurigae b è in orbita.

I ricercatori hanno utilizzato la modellazione per determinare la dimensione del pianeta che potrebbe produrre la luce che abbiamo visto provenire da AB Aurigae b. I modelli suggeriscono che, sebbene sia ancora probabile che il pianeta cresca, è già quattro volte la massa di Giove. Un metodo di modellazione alternativo suggerisce che la massa di Giove è probabilmente nove volte maggiore. Ad ogni modo, il pianeta rientra sicuramente nella categoria super-Giove.

L’immagine mostra anche alcuni oggetti deboli che ricordano AB Aurigae b, ma più lontani (430 e 580 AU). Questi potrebbero essere pianeti aggiuntivi, ma abbiamo bisogno di ulteriori osservazioni per confermarlo.

cosa sta succedendo qui?

Allora cosa sta succedendo qui? Più vicino alla stella ospite, si pensa che i giganti gassosi si formino per accrescimento di grandi nuclei rocciosi che poi iniziano a tirare il gas. Ciò si aggiunge alla massa crescente del pianeta e ne promuove l’ulteriore crescita. Questa crescita incontrollata viene interrotta perché il gas che la alimenta viene infine espulso dalla radiazione della giovane stella.

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Tuttavia, è improbabile che questo processo abbia successo alle distanze che vediamo qui. Mentre più gas deve rimanere più a lungo, non c’è sostanza con una densità sufficientemente alta per costruire un grande nucleo. La crescita sfrenata non inizierà mai.

L’alternativa è un processo simile a quello che crea un sistema stellare binario. Fluttuazioni casuali nella quantità di materia portano a una concentrazione di materia che svolge una funzione simile a un nucleo di roccia. E poiché il sito di formazione è lontano dalla stella, c’è la possibilità che il processo di crescita continui per molto più tempo, risultando in un super-Giove.

Astronomia della natura, 2022. DOI: 10.1038 / s41550-022-01634-x (Informazioni sui DOI).