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Riverberi da una Protostella

Rappresentazione artistica della regione di svuotamento al centro di un disco di polvere protoplanetario, con alcuni condotti di materiale ionizzato che viene indirizzato verso i poli della protostella.
Rappresentazione artistica della regione di svuotamento al centro di un disco di polvere protoplanetario, con alcuni condotti di materiale ionizzato che viene indirizzato verso i poli della protostella. NASA / JPL-Caltech - Processing: M. Di Lorenzo (DILO)

La struttura interna di un disco protoplanetario è stata ricostruita utilizzando un ingegnoso metodo basato sui riverberi della luce variabile emessa dalla giovane stella centrale.

 Immaginiamo di essere in una stanza completamente immersa nel buio, come facciamo a renderci conto se si tratta di un ambiente grande o piccolo? Un modo approssimativo ma rapido è quello di produrre un suono e ascoltare se c'è un effetto di riverbero, dovuto alla riflessione da parte delle pareti; la presenza di un simile "eco a breve termine" ci dice che le pareti della stanza sono grandi e anche piuttosto spoglie, poichè riflettono bene le onde acustiche; in caso contrario siamo in una stanza piccola (oppure molto bene insonorizzata, come una "camera anecoica").

 Gli astronomi hanno fatto un esperimento simile per sondare le dimensioni di una regione vuota al centro di una nube protoplanetaria a 400 anni luce dalla Terra ma, invece del suono, hanno usato la luce emessa dalla stella centrale nata da poco (circa 1 milione di anni fa). L’astro si chiama YLW16B e, per due notti consecutive, è stato oggetto delle osservazioni combinate del telescopio infrarosso Spitzer della NASA e di quattro osservatori terrestri: il Kitt Peak National Observatory nell'Arizona, i telescopi SOAR e SMARTS in Cile e il telescopio Harold Johnson in Messico.

 Gli astronomi avevano selezionato questa ed altre 26 stelle nella regione di formazione stellare attorno a Rho Ophiuchi e, quando hanno analizzato la curva di luce di questa giovane stella variabile, hanno notato delle curiose ripetizioni, come se ci fosse una specie di eco nel segnale che giungeva con un ritardo fisso di circa 75 secondi, corrispondenti a una distanza di 22 milioni di km alla velocità della luce. "Comprendere i dischi protoplanetari può aiutarci a capire alcuni dei misteri degli esopianeti -  ha commentato Huan Meng dell'Università dell'Arizona, autore principale della ricerca - vogliamo sapere di più sul loro processo di formazione e sul perché troviamo pianeti gioviani caldi così vicini alle loro stelle”.

Light echoes diagram 600px

Diagramma schematico con i due percorsi di luce dal sistema YLW 16B - Credit: NASA / JPL-Caltech

 Questa metodologia, naturalmente, può essere applicata solo se la geometria è favorevole e se la sorgente di luce è rapidamente variabile; il fenomeno che ne è alla base è analogo all' eco di luce di cui abbiamo già parlato in passato e che ha permesso di esplorare la distribuzione di materia interstellare attorno a stelle eruttive o supernove; un fenomeno simile è stato osservato anche nella banda dei raggi X.

 Nel caso specifico, i dati suggeriscono che la distanza tra la stella e il confine interno del disco protoplanetario sia pari a circa 0,08 unità astronomiche, un quarto della distanza media di Mercurio dal Sole; questa distanza è molto vicina a quello che era il limite teorico per la sopravvivenza dei grani di polvere attorno a quel tipo di stella, stimato intorno a 0.1 au; avvicinandosi a distanze inferiori, infatti, un granello è destinato a vaporizzare per l'intenso calore, trasformandosi in un gas non più in grado di riflettere/diffondere la luce. Il fenomeno ha permesso anche di stimare lo spessore del disco protoplanetario che risulta inferiore a 0,2 unità astronomiche nella regione più interna.

 

Fonti:
- http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/light-echoes-map-protoplanetary-disk- http://www.asi.it/it/news/leco-di-ylw-16b

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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