Scoperto oggetto misterioso in orbita, nube massiccia con venti metallici

Gli astronomi che utilizzano il telescopio Gemini South ottengono una rilevazione senza precedenti di metalli vaporizzati all’interno di una nube polverosa e gassosa durante l’occultazione stellare rara.

Venti soffocanti di metalli vaporizzati sono stati trovati in una nuvola massiccia che ha offuscato la luce di una stella per quasi nove mesi.

Questa scoperta, effettuata con il telescopio Gemini South in Cile, metà dell’Osservatorio Internazionale Gemini, in parte finanziato dalla National Science Foundation degli Stati Uniti e gestito dalla NSF NOIRLab, offre uno sguardo raro sui processi caotici e dinamici che ancora plasmano i sistemi planetari molto tempo dopo la loro formazione.

Nel settembre 2024, una stella a 3000 anni luce di distanza è improvvisamente diventata 40 volte più fioca del solito, e è rimasta tale fino a maggio 2025.

La stella, J0705+0612, è simile al nostro Sole, quindi il suo netto calo di luminosità ha attirato l’attenzione di Nadia Zakamska, professoressa di astrofisica alla Johns Hopkins University.

“Le stelle come il Sole non smettono di brillare senza motivo,” dice, “quindi eventi drammatici di oscuramento come questo sono molto rari.”

Riconoscendo l’opportunità di studiare un tale evento per molti mesi, Zakamska e il suo team hanno avviato osservazioni con il telescopio Gemini South, situato sul Cerro Pachón in Cile, così come con il telescopio da 3,5 metri dell’Osservatorio Apache Point e con i telescopi Magellan da 6,5 metri.

I risultati sono stati pubblicati in un articolo pubblicato su The Astronomical Journal.

Combinando le loro osservazioni con dati d’archivio su J0705+0612 il team determinò che la stella era stata occultata, o temporaneamente oscurata, da una vasta nube lenta di gas e polvere. Stimano che la nube sia a circa due miliardi di chilometri (1,2 miliardi di miglia) dalla sua stella ospite e a circa 200 milioni di chilometri (120 milioni di miglia) di diametro.

I dati indicano che questa nube è legata gravitazionalmente a un oggetto secondario che a sua volta orbita attorno alla stella nelle zone esterne del suo sistema planetario.

Sebbene la natura di questo oggetto rimanga sconosciuta, deve essere abbastanza massiccio da tenere insieme la nuvola.

Le osservazioni lo limitano ad avere almeno qualche volta la massa di Giove, anche se potrebbe essere più grande.

Le possibilità vanno da un pianeta a una nana marrone fino a una stella di massa estremamente bassa.

Se l’oggetto misterioso è una stella, la nube verrebbe classificata come disco circumsecondario — un disco di detriti che orbita attorno al membro meno massiccio di un sistema binario. Se l’oggetto è un pianeta, sarebbe un disco circumplanetario. In entrambi i casi, osservare direttamente una stella nascosta da un disco che circonda un oggetto secondario è eccezionalmente raro, con solo pochi esempi noti.

Per indagare la composizione del cloud, il team ha utilizzato lo strumento all’avanguardia di Gemini South, il Gemini High-resolution Optical SpecTrograph (GHOST).

Nel marzo 2025, GHOST ha osservato l’occultazione per poco più di due ore, disperdendo la luce della stella in uno spettro che rivela gli elementi chimici presenti nel materiale intermedio.

“Quando ho iniziato a osservare l’occultazione con la spettroscopia, speravo di scoprire qualcosa sulla composizione chimica della nuvola, dato che non erano state fatte misurazioni simili prima. Ma il risultato ha superato tutte le mie aspettative,” dice Zakamska.

I dati GHOST hanno rivelato la presenza di più metalli — elementi più pesanti dell’elio — all’interno della nuvola. Ancora più sorprendente, l’elevata precisione degli spettri ha permesso al team di misurare direttamente come si muove il gas in tre dimensioni.

Questa è la prima volta che gli astronomi misurano i movimenti interni dei gas di un disco che orbita attorno a un oggetto secondario come un pianeta o una stella di bassa massa.

Le osservazioni mostrano un ambiente dinamico con venti di metalli gassosi, tra cui ferro e calcio.

“La sensibilità di GHOST ci ha permesso non solo di rilevare il gas in questa nuvola, ma di misurare effettivamente come si muove”, dice Zakamska. “È qualcosa che non siamo mai riusciti a fare prima in un sistema come questo.”

“Questo studio illustra la notevole potenza del più recente strumento di Gemini, GHOST,” osserva Chris Davis, Direttore del Programma NSF per NOIRLab, “e mette ulteriormente in evidenza uno dei grandi punti di forza di Gemini: rispondere rapidamente a eventi transitori come questa occultazione.”

Le misurazioni precise della velocità e della direzione del vento mostrano che la nube si muove separatamente dalla sua stella ospite.

Questo, unito alla durata dell’occultazione, conferma ulteriormente che l’occultatore è un disco attorno a un oggetto secondario e che orbita nelle zone esterne del sistema stellare della stella ospite.

La sorgente mostra eccesso infrarosso, tipicamente associato a dischi attorno alle stelle giovani.

Tuttavia, J0705+0612 ha più di due miliardi di anni, il che significa che è improbabile che il disco sia residuo della fase iniziale di formazione planetaria del sistema. Allora, come si è formato?

Zakamska propone che sia nato dopo che due pianeti si sono scontrati nelle zone esterne del sistema planetario di questa stella, espellendo polvere, rocce e detriti e formando la massiccia nube che ora si vede passare davanti alla stella.

La scoperta mette in evidenza come la nuova tecnologia permetta nuove intuizioni sull’Universo. GHOST ha aperto una nuova finestra sullo studio dei fenomeni nascosti in sistemi stellari lontani, e i risultati forniscono indizi preziosi sull’evoluzione a lungo termine dei sistemi planetari e su come i dischi possano formarsi attorno a vecchie stelle.

“Questo evento ci mostra che anche nei sistemi planetari maturi, collisioni drammatiche e su larga scala possono comunque verificarsi”, afferma Zakamska. 

“È un vivido promemoria che l’Universo è tutt’altro che statico — è una storia continua di creazione, distruzione e trasformazione.”

Credit:International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld & M. Zamani

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