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Hubble e ESO scoprono misteriose increspature nel disco circumstellare della stella AU Microscopii

Strutture ondulatorie scoperte nel disco di polvere che circonda la stella AU Microscopii. In alto si vede un'immagine Hubble del disco di AU Mic del 2010, nella riga centrale l'immagine di Hubble del 2011 e in quella in basso i dati del 2014 di VLT/SPHERE. I cerchi neri al centro mostrano la regione in cui è stata bloccata la luce brillante della stella centrale per mostrare il disco molto più debole. La posizione della stella è indicata schematicamente. La barra in alto mostra il diametro dell'orbita del pianeta Nettuno nel Sistema Solare (60 UA). Si noti che la luminosità delle zone esterne del disco è stata aumentata artificialmente per mostrare meglio la debole struttura.
Strutture ondulatorie scoperte nel disco di polvere che circonda la stella AU Microscopii. In alto si vede un'immagine Hubble del disco di AU Mic del 2010, nella riga centrale l'immagine di Hubble del 2011 e in quella in basso i dati del 2014 di VLT/SPHERE. I cerchi neri al centro mostrano la regione in cui è stata bloccata la luce brillante della stella centrale per mostrare il disco molto più debole. La posizione della stella è indicata schematicamente. La barra in alto mostra il diametro dell'orbita del pianeta Nettuno nel Sistema Solare (60 UA). Si noti che la luminosità delle zone esterne del disco è stata aumentata artificialmente per mostrare meglio la debole struttura. Crediti: ESO, NASA & ESA

Grazie al telescopio dell'ESA/NASA Hubble e al Very Large Telescope dell'European Southern Observatory (ESO) in Cile, gli astronomi hanno scoperto misteriose caratteristiche all'interno del disco polveroso che circonda la giovane stella vicina, AU Microscopii (AU Mic).
Il movimento ondulatorio rilevato è diverso da qualsiasi altra caratteristica osservata finora o prevista per un disco circumstellare.

AU Mic è una giovane nana rossa a 32 anni luce da noi, nella costellazione meridionale del Microscopio, circondata da un vasto disco di detriti creato per lo più da asteroidi ridotti in polvere a seguito di collisioni.
La vicinanza della stella e l'inclinazione del disco circumstellare visto dalla Terra, hanno reso AU Mic un buon target per le osservazioni alla ricerca di eventuali segni di formazione planetaria.

Nel 2014, grazie all'elevato contrasto di immagine offerto dal nuovo strumento dell'ESO, SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research), installato sul telescopio VLT (Very Large Telescope), gli astronomi hanno scoperto qualcosa di molto inusuale.

"Le immagini di SPHERE mostrano una serie di caratteristiche inspiegabili nel disco, che hanno una struttura ad arco o di tipo ondulatorio diversa da qualsiasi cosa mai osservata prima", ha detto Anthony Boccaletti dell'Osservatorio di Parigi, autore principale del documento pubblicato sulla rivista Nature.

AU Microscopii - disco circumstellare

Questa composizione copre circa 65 miliardi di chilometri del disco circumstellare di AU Microscopii.
Le increspature scoperte dagli astronomi si muovono attraverso il disco ad una velocità di 35.000 chilometri all'ora.
Credit: NASA, ESA, ESO, A. Boccaletti (Paris Observatory)

Fast-moving features in the debris disk around AU Microscopii [abstract]

In the 1980s, excess infrared emission was discovered around main-sequence stars; subsequent direct-imaging observations revealed orbiting disks of cold dust to be the source. These ‘debris disks’ were thought to be by-products of planet formation because they often exhibited morphological and brightness asymmetries that may result from gravitational perturbation by planets. This was proved to be true for the β Pictoris system, in which the known planet generates an observable warp in the disk. The nearby, young, unusually active late-type star AU Microscopii hosts a well-studied edge-on debris disk; earlier observations in the visible and near-infrared found asymmetric localized structures in the form of intensity variations along the midplane of the disk beyond a distance of 20 astronomical units. Here we report high-contrast imaging that reveals a series of five large-scale features in the southeast side of the disk, at projected separations of 10–60 astronomical units, persisting over intervals of 1–4 years. All these features appear to move away from the star at projected speeds of 4–10 kilometres per second, suggesting highly eccentric or unbound trajectories if they are associated with physical entities. The origin, localization, morphology and rapid evolution of these features are difficult to reconcile with current theories.

Le immagini hanno mostrato un treno di archi ondulatori, simile alle increspature che si formano nell'acqua.
Dopo averle notate, il team ha recuperato le immagini del 2010 e 2011 dello spettrografo STIS del telescopio spaziale Hubble, scoprendo che tali caratteristiche erano presenti anche nelle osservazioni iniziali ma erano cambiate nel corso del tempo.
E' stato calcolato che queste increspature si muovono ed anche velocemente.

"Alla fine, avevamo informazioni sufficienti per tracciare il movimento di queste strane caratteristiche su un periodo di quattro anni", ha spiegato Christian Thalmann, dello Swiss Federal Institute of Technology di Zurigo (Svizzera). Così abbiamo scoperto che questi archi si stanno allontanando dalla stella con velocità fino a 10 chilometri al secondo", ha aggiunto Carol Grady, dell'Eureka Scientific di Oakland, California.

Le increspature più lontane dalla stella sembrano muoversi più velocemente rispetto a quelle più vicine. Almeno tre di queste si muovono così in fretta che potrebbero anche sfuggire all'attrazione gravitazionale della stella.

Il rapido movimento fa escludere la possibilità che possano essere generate da pianeti in formazione all'interno del disco.
Per il team "qualche altro fenomeno deve averle accelerate per farle muovere così in fretta: sono l'indicazione di qualcosa di veramente non comune", si legge nel comunicato ESO. Gli astronomi hanno escluso come causa anche altri eventi, come la collisione di due asteroidi grandi e massicci.

"Una spiegazione potrebbe legare le strane strutture ai brillamenti stellari. AU Mic è una stella con un'alta attività di flaring, che spesso rilascia raffiche enormi ed improvvise di energia", ha detto il co-autore Glenn Schneider, dello Steward Observatory di Phoenix, Arizona. "Uno di questi brillamenti potrebbe aver innescato qualche reazione in uno dei pianeti, se ci sono pianeti, come una spoliazione violenta di materiale che potrebbe ora propagarsi lungo il disco, spinto dalla forza del brillamento".

Le prossime osservazioni potrebbero far luce sul mistero.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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