Fomalhaut, nuove rilazioni sull’esistenza di un terzo oggetto

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Fomalhaut b, il pianeta osservato nel 2008. Crediti: NASA, ESA, e P. Kalas (University of California, Berkeley, USA).

Il vicino sistema stellare Fomalhaut, di particolare interesse per il suo insolito pianeta e per il disco di detriti di polvere, si scopre ora essere non un sistema formato da due stelle, bensì un sistema di tre stelle tra i più estesi finora conosciuti.

Ad occhio nudo Famalhaut è ben visibile trattandosi della stella più luminosa della costellazione del Pesce Australe nell’emisfero sud, osservabile in quello nord in autunno e ad inizio inverno, di sera, Il sistema ha un’età di alcuni centinaia di milioni di anni e si trova a circa 25,1 anni luce di distanza dalla Terra. La fascia di polvere di forma toroidale attorno a Fomalhaut scoperta negli anni Ottanta dal satellite IRAS, è stata osservata più volte dal Telescopio Spaziale Hubble in passato, ma alcune immagini di Herschel hanno rivelato la presenza di un pianeta attorno alla stella Fomalhaut, che è stato denominato Fomalhaut b. In realtà, lo studio dell’esistenza di un tale pianeta è ancora in fase di studio. La stella Fomahaut ospita una fascia di detriti sotto forma di un anello eccentrico la cui forma si pensa sia legata all’influenza dinamica di un pianeta compagno gigante. Nel 2008 la rilevazione di una sorgente puntiforme all’interno del bordo dell’anello fu interpretata come l’immagine diretta di un pianeta. L’individuazione venne fatta intorno a 600-800 nm, ma non furono rilevati segni corrispondenti nell’intervallo del vicino infrarosso. La questione rimane aperta.

In un paper recentemente accettato per la pubblicazione su The Astronomical Journal e già apparso su ArXiV, un gruppo di ricercatori hanno dimostrato che la stella più piccola finora nota nelle vicinanze del sistema Fomalhaut è in realtà parte del sistema stesso.

Eric Mamajek, Professore associato di Fisica e Astronomia dell’University of Rochester, assieme ai suoi collaboratori hanno trovato la natura tripla del sistema stellare attraverso un lavoro da “detective”. “Ho notato questa terza stella un paio di anni fa, quando stavo preparando i moti delle stelle nelle vicinanze di Fomalhaut per un altro studio” ha affermato Mamajek. “In realtà, avevo bisogno di raccogliere altri dati e di formare un gruppo di co-autori con diverse osservazioni per verificare se le proprietà della stella fossero coerenti con l’essere un terzo corpo del sistema di Fomalhaut.

Questa opportunità arrivò quando Mamajek si trovava in Cile e per caso, parlando con Todd Henry della Georgia State University, Direttore del Research Consortium on Nearby Stars. Una studentessa che ora è laureata, Jennifer Bartlett dell’Università della Virginia, stava lavorando per la sua tesi di dottorato su uno studio di nuove potenziali stelle che includeva la stella di cui Mamajek era incuriosito.

Analizzando attentamente le misure astrometriche (moti precisi) e spettroscopiche (che permettono di determinare temperatura e velocità radiale) i ricercatori sono stati in grado di misurare la distanza e la velocità della terza stella. Conclusero che la stella, fino a poco tempo fa nota come LP876-10, era parta del sistema Fomalhaut, rendendola così Fomalhaut C.

“Fomalhaut C sembra abbastanza lontana dalla grande e luminosa stella Fomalhaut A quando si guarda il cielo da Terra” ha aggiunto Mamajek. Ci sono circa 5,5 gradi tra le due stelle, che è come se fossero separate da circa 11 lune piene per un osservatore sulla Terra. Mamajek ha spiegato che appaiono lontane, in parte perché Fomalhaut è relativamente vicino alla Terra, a circa 25,1 anni luce. Se fossero più lontane dalla Terra, sarebbero apparse molto più vicine in cielo. Il fatto che appaiano molto lontane in cielo potrebbe spiegare la mancata connessione tra LP 876-10 e Fomalhaut. Essere in grado di ottenere dei dati di astrometria e di velocità di alta qualità è stata l’altra chiave importante.

I ricercatori hanno dimostrato che queste due stelle sono legate fra di loro, quindi non si muovono l’una indipendentemente dall’altra. “Fomalhaut A è una stella così massiccia, circa il doppio della massa del nostro Sole, che può esercitare una forza di attrazione gravitazionale sufficiente a mantenere questa piccola stella legata ad essa, nonostante la stella sia 158000 volte più lontana da Fomalhaut di quanto non lo sia la Terra dal nostro Sole” ha affermato Mamajek.

Mamajek ha lavorato con un grande team di collaboratori per ricostruire la storia di questa stella piccola ed interessante. “Henry e il team RECONS hanno compiuto un’indagine esaustiva dei dintorni del Sole, che caratterizza i sistemi stellari più vicini al nostro Sistema Solare scoprendo nuove stelle vicine” ha detto Mamajek. “Il suo team aveva già raccolto diversi anni di osservazioni su questa particolare stella, utilizzando SMARTS al Telescopio di 0,9m a Cerro Torolo, in Cile”. I ricercatori dovevano pure conoscere la velocità radiale della stella, che Andreas Seifahrt dell’Università di Chicago aveva misurato, e che risultava essere circa un chilometro al secondo rispetto a quella di Fomalhaut A.

Herschel_FomalhautFomalhaut e il suo disco di polvere. Crediti: ESA.

Vi sono altri 11 sistemi stellari più vicini al nostro Sole di quanto non lo sia Fomalhaut che consistono in più di tre stelle, tra cui il sistema stellare più vicino al nostro, Alpha Centauri. Le nuove misure nel paper mostrano anche che il sistema Fomalhaut è il più massiccio e il più ampio tra i sistemi multipli vicini.

Fomalhaut A è anche la 18° stella visibile più luminosa nel nostro cielo e una delle poche stelle con un esopianeta osservato in modo diretto e con un disco di detriti polverosi. La famosa stella è stata descritta in romanzi di fantascienza da scrittori come Isaac Asimov, Stanislaw Lem, Philip K. Dick e Frank Herbert. Pur essendo un sistema ben studiato, solo recentemente è stato confermato che Fomalhaut è un sistema triplo, con due stelle che orbitano attorno alla terza, sebbene tale idea fosse stata suggerita negli anni Novanta.

Una collega di Mamajek al Rochester, Alice C. Quillen, Professoressa di Fisica e Astronomia, da anni lavora nel comprendere come i pianeti plasmino i dischi di polvere stellare come quello attorno a Fomalhaut, così come la forma della sua orbita, perché l’anello di detriti sia fuori centro e perché abbia un bordo sorprendentemente marcato.

Molte delle domande sull’esopianeta di Fomalhaut A e sul disco di detriti rimangono ancora senza risposta. Ad esempio, gli astronomi sono perplessi perché il pianeta estrapolare conosciuto come Fomalhaut b sia su un’orbita così eccentrica e perché il disco di detriti non sembra essere centrato sulla stella Fomalhaut A. E’ possibile che i compagni maggiori di Fomalhaut, B e C, abbiano gravitazionalmente perturbato il pianeta Fomalhaut b e la fascia di detriti che orbita attorno a Fomalhaut A, tuttavia le orbite delle stelle compagne di Fomalhaut non hanno vincoli ben precisi. Le orbite di Fomalhaut B e C intorno a Fomalhaut A probabilmente impiegano milioni di anni per essere completate, per cui conoscere bene le loro orbite sarà una sfida per gli astronomi di domani.

Mentre Fomalhaut C è una stella nana rossa, il più comune tipo di stella nell’universo, Fomalhaut B è una stella nana di tipo K di colore arancio (Simbad: http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=TW+PsA) che ha circa il 75% della massa del nostro Sole. Dal punto di vista vantaggioso di un ipotetico pianeta in orbita attorno a Fomalhaut C, Fomalhaut A apparirebbe come una brillante stella bianca nove volte più luminosa di Sirio (la stella più luminosa del nostro cielo) per un osservatore da Terra, simile come luminosità a quella del pianeta Venere. Fomalhaut B apparirebbe come una stella di colore arancio simile come luminosità alla stella polare. L’età di questo sistema triplo è di circa 440 milioni di anni, approssimativamente circa un decimo dell’età del nostro Sistema Solare.

Articolo:
Eric E. Mamajek et al., The Solar Neighborhood XXX: Fomalhaut C, arXiv:1310.0764, disponibile su AtXiV: http://xxx.lanl.gov/abs/1310.0764

Fonte: University of Rochester- Researchers Find that Bright Nearby Double Star Fomalhaut Is Actually a Triple: http://www.rochester.edu/news/show.php?id=7302

Researchers Find that Bright Nearby Double Star Fomalhaut is Actually a Triple: http://www.rochester.edu/news/show.php?id=7302

Hershel spots comet massacre around nearby star: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Herschel_spots_comet_massacre_around_nearby_star

Per ulteriori informazioni su Fomalhaut C, si visiti: http://www.pas.rochester.edu/~emamajek/fomc/index.html (informazioni tecniche).

Sabrina

~ di Sabrina su 15 ottobre 2013.

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