A settanta anni luce dalla Terra, una stella chiamata Kappa Tucanae A nasconde uno dei misteri più sconcertanti dell’astronomia: polvere così calda che brilla a più di 1.000 gradi Fahrenheit, esistente incredibilmente vicino alla sua stella ospite, dove avrebbe dovuto essere vaporizzata o rapidamente spazzata via.
Ora, gli astronomi dell’Università dell’Arizona hanno scoperto qualcosa che potrebbe finalmente aiutare a risolvere questo enigma cosmico: una stella compagna che oscilla attraverso la regione dove persiste questa enigmatica polvere.
Si è scoperto che la polvere esozodiacale, raffigurata nell’illustrazione di questo artista come una foschia bianca brillante sopra l’orizzonte di un ipotetico pianeta abitabile in orbita attorno a un’altra stella, esiste in quantità così grandi nel sistema stellare Kappa Tucanae che gli astronomi sono perplessi sulla sua origine. Credito immagine: ESO/L. Calçada
La scoperta, pubblicato nell’Astronomical Journal e guidato da Thomas Stuber, un ricercatore associato post-dottorato presso la U of A’s Osservatorio Stewardrappresenta la rilevazione con il contrasto più elevato di una compagna stellare mai ottenuta con lo strumento MATISSE dell’Osservatorio Europeo Australe. Fornisce agli scienziati il loro primo “laboratorio” naturale per comprendere la polvere calda esozodiacale, un fenomeno che complica la ricerca dell’umanità per trovare pianeti potenzialmente abitabili simili alla Terra attorno ad altre stelle.
La calda polvere esozodiacale rappresenta una sfida fondamentale per la comprensione dei sistemi planetari da parte degli scienziati. Queste particelle microscopiche, fini come il fumo di un incendio, orbitano così vicino alle loro stelle che la combinazione di alta temperatura e intensa pressione di radiazione dovrebbe farle scomparire quasi istantaneamente.
« Se vediamo polvere in quantità così grandi, è necessario sostituirla rapidamente, oppure è necessario che esista una sorta di meccanismo che prolunghi la durata della polvere », ha detto Stuber.
Il mistero si approfondisce se si considera che questa polvere esiste attorno ad alcune delle stesse stelle attorno alle quali gli astronomi sperano di trovare pianeti simili alla Terra. Il prossimo Habitable Worlds Observatory della NASA, il cui lancio è previsto per il 2040, utilizzerà coronografi avanzati per bloccare la luce stellare e rivelare deboli esopianeti. Ma la polvere calda crea ciò che i ricercatori chiamano “perdita coronagrafica” – luce diffusa che potrebbe mascherare i segnali provenienti da mondi potenzialmente abitabili. Comprenderne l’origine e la composizione sarà necessario per orientare la ricerca sugli esopianeti nei decenni a venire.
Utilizzando una tecnica chiamata interferometria, che combina la luce di più telescopi per ottenere la risoluzione di un singolo telescopio molto più grande, il team di Stuber ha effettuato ripetute osservazioni di Kappa Tucanae A tra il 2022 e il 2024. Dopo aver condotto ricerche sulla polvere esozodiacale in tutto il mondo per più di un decennio prima di riunirsi per questo progetto, il team internazionale si aspettava di studiare il comportamento della polvere nel tempo. Invece, i ricercatori hanno scoperto qualcosa di completamente inaspettato: un compagno stellare bloccato in un’orbita altamente eccentrica che lo porta entro 0,3 unità astronomiche dalla stella primaria – più vicino di quanto qualsiasi pianeta del nostro sistema solare arrivi al Sole.
Questa scoperta trasforma Kappa Tucanae A da un sistema enigmatico in un complesso laboratorio stellare, secondo Stuber. La stella compagna segue un percorso estremamente ellittico, oscillando all’interno del sistema prima di tuffarsi indietro attraverso la regione interna ricca di polvere.
« Praticamente non c’è modo che questa compagna non sia in qualche modo collegata alla produzione di polvere », ha detto Steve Ertel, astronomo associato dello Steward Observatory, coautore dell’articolo. « Deve interagire dinamicamente con la polvere. »
Questa svolta si basa su decenni di leadership tecnologica presso lo Steward Observatory nel campo dell’interferometria. Il Large Binocular Telescope Interferometer dell’osservatorio, finanziato dalla NASA e costruito sul Monte Graham, ha rivoluzionato la ricerca della calda polvere esozodiacale, la sorella meno estrema della polvere calda, con la sua stabilità e sensibilità senza precedenti.
Le capacità uniche della LBTI hanno portato Steward alla ribalta internazionale nello studio della polvere esozodiacale, attirando significativi finanziamenti della NASA, della National Science Foundation e di filantropi e posizionando l’osservatorio in prima linea nella ricerca sugli esopianeti. Ora, questa esperienza viene sfruttata per la prossima generazione di strumenti, incluso un nuovo interferometro europeo a zero che sarà 50 volte più sensibile delle osservazioni precedenti.
Il lignaggio è profondo: Denis Defrère, che guida lo sviluppo dello strumento europeo, è stato precedentemente formato presso Steward come ricercatore post-dottorato, dove ha contribuito a costruire l’LBTI.
“Steward si è affermato come leader globale in questo tipo di ricerca, che è davvero fondamentale per l’imaging dell’eso-Terra”, ha affermato Ertel, che ha ottenuto una sovvenzione dalla NASA per studiare la polvere esozodiacale con questo nuovo strumento.
La scoperta di Kappa Tucanae A offre molteplici strade per la ricerca futura. Studiando il modo in cui la compagna stellare interagisce con la polvere, gli astronomi sperano di comprendere l’origine, la composizione, la dimensione dei grani e la distribuzione della polvere calda in modo più ampio. I risultati potrebbero rivelare se i campi magnetici intrappolano le particelle di polvere cariche, come descritto dai ricercatori George Rieke e András Gáspár della Steward, se il materiale cometario rifornisce costantemente la riserva, come studiato dalla ricercatrice Steward Virginie Faramaz-Gorka, anche lei coautrice dell’articolo, o se una fisica completamente diversa governa questi ambienti estremi.
La scoperta indica anche la possibilità che altri sistemi di polveri calde possano ospitare compagne stellari simili. I ricercatori Steward sperano ora di rivisitare le stelle osservate in precedenza, alla ricerca di compagne che potrebbero essere sfuggite.
Mentre l’Habitable Worlds Observatory della NASA si avvicina alla realtà, scoperte come questa forniscono le conoscenze fondamentali necessarie per affrontare la complessa ricerca futura.
« Considerando che il sistema Kappa Tucanae A è stato osservato molte volte in precedenza, non ci aspettavamo nemmeno di trovare questa stella compagna », ha detto Stuber. “Ciò rende ancora più entusiasmante avere ora questo sistema unico che apre nuovi percorsi per esplorare l’enigmatica polvere esozodiacale calda”.
Fonte: Università dell’Arizona
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org