Un nuovo metodo per individuare pianeti massicci attorno a giovani stelle?

Secondo una nuova ricerca, le vaste strutture a spirale osservate nei dischi di gas e polveri che circondano una serie di giovani stelle potrebbero indicare la presenza di massicci pianeti finora passati inosservati. Se confermata, la scoperta promette non solo di aprire le porte a un nuovo metodo di identificazione planetaria, ma anche di far luce sui primi stadi della formazione dei pianeti.
Ricreando al computer un modello dettagliato dell'evoluzione dei dischi di materiale attorno alle giovani stelle, nate appena qualche milione di anni fa, Ruobing Dong del Lawrence Berkeley National Laboratory e Zhaohuan Zhu della Princeton University hanno dimostrato che pianeti sufficientemente massicci potrebbero essere in grado di modificare su larga scala la struttura dei loro dischi circumstellari.
"È difficile riuscire a scorgere pianeti all'interno di un disco luminoso attorno a una giovane stella," spiega Dong. "Basandoci su questo studio, siamo convinti che i pianeti possano eccitare gravitazionalmente strutture all'interno del disco."
La ricerca si è concentrata su SAO 206462 e MWC 758, due giovani stelle caratterizzate dalla presenza di due vasti bracci a spirale. Altre giovani stelle nelle vicinanze mostrano strutture simili.
"Come questi bracci si sono creati è rimasto un mistero fino ad adesso," prosegue Dong. "Abbiamo avuto non poche difficoltà nello spiegare queste strutture." Se i dischi fossero stati sufficientemente massicci, la loro stessa gravità potrebbe averli destabilizzati, creando strutture a onda. Tuttavia, i dischi che circondano SAO 206462 e MWC 758 possiedono probabilmente una scarsa percentuale della massa delle loro rispettive stelle.
Simulando al computer le dinamiche di dischi circumstellari caratterizzati dalla presenza di pianeti, gli scienziati hanno scoperto che l'interazione gravitazionale reciproca tra il disco e il pianeta può risultare nella formazione di strutture a spirale, esattamente come osservato, creando bracci di materiale in cui la densità di polveri e gas è maggiore rispetto al resto del disco. A dare l'aspetto a spirale a queste regioni ad alta densità è la rotazione differenziale all'interno del disco - in parole povere, il fatto che le regioni interne del disco ruotino più velocemente di quelle esterne attorno alla propria stella.
"Le simulazioni suggeriscono inoltre che questi bracci a spirale contengano ricche informazioni sul pianeta invisibile, rivelando non solo la sua posizione, ma anche la sua massa," spiega Zhu. Per dar vita a strutture su così larga scala come quelle osservate nei sistemi di SAO 206462 e MWC 758 è necessaria la presenza di un pianeta almeno 10 volte più massiccio di Giove.
"Ci sono molte teorie riguardo la formazione planetaria ma molte poche sono basate su prove osservative dirette," conclude Dong. "Se vedi le tracce di un pianeta in un disco in questo momento, capisci dove, quando e come i pianeti si formano."

Photo Credit: NASA, ESA, ESO, M. Benisty et al. (University of Grenoble), R. Dong (Lawrence Berkeley National Laboratory), and Z. Zhu (Princeton University)