Beta Pictoris è considerato uno dei più vicini esempi di sistema planetario extrasolare ancora in formazione.
Queste due immagini dell’HST mostrano, in luce visibile, una prospettiva "di taglio" del disco di polveri che circonda Beta Pictoris. Entrambe le immagini rivelano delle deformazioni nel disco che posso essere causate dalla influenza gravitazionale di una o più compagne invisibili.
Le immagini, a colori codificati, mostrano un gradiente di luminosità nel disco, causato semplicemente dal fatto che esso riflette la luce della stella e quindi, maggiore è la distanza della polvere dalla stella, minore è la sua luminosità. In entrambe le immagini, l’effetto abbagliante della stella è stato neutralizzato da una striscia nera che divide il disco in due parti (la parte est a sinistra e la parte ovest a destra). Il disco è inclinato in modo tale da apparire "di taglio" e le immagini ci mostrano una nitida e luminosa cresta che si estende per tutta la sua lunghezza (nel nostro sistema solare, questa struttura corrisponde alla luce zodiacale, quella fascia di debole luminosità disposta lungo l’eclittica, dovuta alla riflessione da parte delle particelle di polvere che si concentrano maggiormente sul piano dell’orbita dei pianeti)
Per avere l’idea delle dimensioni, è stata aggiunta, sotto l’immagine, la rappresentazione delle orbite dei pianeti nel nostro sistema solare.
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Questa immagine, presa con la camera WF/PC2, mostra l’intera estensione del disco, che ha un diametro di 1.500 unità astronomiche (250 miliardi di chilometri). La deformazione che si vede nel lato superiore destro del disco (sud-ovest) indica che la polvere è stata sollevata oltre il piano del disco. La causa potrebbe essere una perturbazione gravitazionale dovuta ad una piccola, invisibile stella compagna che orbita ad una distanza maggiore rispetto a quella dei pianeti; oppure si può pensare ad uno "strappo" gravitazionale dovuto al passaggio di una stella nei pressi del sistema. L’immagine è stata presa il 22 giugno del 1995.
Credit: Al Schultz (CSC/STScI, and NASA)
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Una immagine estremamente dettagliata e ingrandita della regione più interna del disco, presa dallo spettrografo STIS a bordo dell’Hubble, mostra una sua deformazione. Sebbene questa deformazione sia già stata vista dall’Hubble nel 1995, le nuove immagini (prese nel settembre del 1997) offrono, per la prima volta, un visione estremamente ravvicinata (15 unità astronomiche, corrispondente ad un raggio minore di quello dell’orbita di Urano) di una parte del disco. Questi nuovi dettagli supportano ulteriormente la convinzione sulla presenza di uno o più pianeti in orbita attorno alla stella.
Credit: Sally Heap (GSFC/NASA)
Gli astronomi dell’Hubble affermano che la nuova deformazione scoperta nel sottile e ampio disco di polveri che circonda Beta Pictoris potrebbe essere causata dall’effetto gravitazionale dovuto ad una stella di passaggio oppure ad una possibile compagna (una stella nana bruna).
Queste conclusioni sono basate sulle immagini estremamente dettagliate ottenute dall’Hubble con la camera WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2) che mostrano le più oscure e più esterne propaggini dell’anello, alla distanza di 12 miliardi di chilometri dalla stella centrale.
Sebbene una deformazione sia già stata vista dagli astronomi nel bordo interno del disco, attribuibile al disturbo gravitazionale di un pianeta invisibile, le ultime immagini mostrano che questa nuova deformazione appartenente al lato esterno del disco, sia troppo grande per essere spiegata come effetto della presenza di pianeti.
Questi risultati sono stati presentati al 191° congresso dell’" American Astronomical Society" di Washington DC dal team di Al Schultz (Computer Sciences Corporation – Space Telescope Science Institute di Baltimora) e da Fred Bruhweiler (Catholic University of America).
Secondo Bruhweiler, "La deformazione che vediamo può essere causata dal passaggio ravvicinato di una stella durante gli ultimi 100 milioni di anni. Questa stella potrebbe ormai trovarsi già ad un migliaio di anni-luce di distanza. Probabilmente non conosceremo mai la colpevole"
D’altro canto, il team di Al Schultz preferisce l’idea che la distorsione possa essere stata causata da una piccola e debole nana bruna che orbita a grande distanza attorno a Beta Pictoris. Egli suggerisce che una ricerca adeguata potrebbe portare a identificare tale stella.
Entrambi gli astronomi sono d’accordo che le loro scoperte non escludono necessariamente la presenza di uno o più pianeti in orbita ravvicinata attorno a Beta Pictoris. Sia le precedenti osservazioni, sia quelle attuali ottenute dallo spettrografo STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) a bordo dell’HST, mostrano deformazioni e altre curvature del disco vicino a Beta Pictoris, entro la distanza di 80 unità astronomiche dalla stella.
Nel 1996, Chris Burrows dell’STScI, aveva per primo proposto che queste deformazioni potrebbero essere dovute ad un pianeta massivo con un’orbita non giacente sul piano del disco. Questo spiegava la posizione particolare di tali deformazioni, in posizioni opposte rispetto alla stella.
Un giovane sistema planetario?
La stella Beta Pictoris, che si trova a 60 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione del Pittore è stata considerata il miglior esempio di come dovrebbe apparire una stella quando possiede un sistema planetario in fase di formazione.
"Le foto dell’Hubble mostrano le estreme propaggini di un sistema solare attorno a Beta Pictoris" ha detto Bruhweiler. "Esso può rappresentare quello che era il nostro sistema solare quattro miliardi di anni fa"
Questo vasto disco di polveri sembra avere un analogo nel disco primordiale che circonda ancora il nostro sistema solare, dal quale si formano le comete. Gli astronomi teorizzano che 4,6 miliardi di anni fa, agli inizi del nostro sistema planetario, tutti i gas e le polveri si siano disposti nella forma di un disco piatto con un diametro 200.000 volte più grande della distanza tra la Terra e il Sole. I bordi di questo disco potevano raggiungere una significativa vicinanza con le stelle più vicine. Con il passare del tempo le orbite delle polveri e delle comete presenti nelle zone più esterne di questo disco sono state modificate dalle deboli influenze gravitazionali dovute al passaggio di stelle non molto lontane.
L’effetto gravitazionale di questi passaggi ha alterato la forma del disco in modo tale che le sue più estreme propaggini hanno assunto la forma di un alone quasi sferico chiamato Nube di Oort (dal nome dell’astronomo olandese che per primo ipotizzò la sua esistenza). Le parti più interne di questo disco invece, sono state sollecitate molto meno dalle forze gravitazionali delle stelle e sembra che conservino ancora una forma essenzialmente piatta. Questa regione più interna viene chiamata dagli astronomi fascia di Kuiper.
"Ciò che sorprende di più è che abbiamo una prospettiva quasi esattamente ‘di taglio’ del disco di Beta Pictoris: una condizione la cui probabilità è estremamente bassa" fa osservare Helen Hart, membro del team.
L’immagine mostra una nitida, luminosa e dritta cresta che si estende sull’intera lunghezza del disco, e inoltre un aumento di spessore, o di luminosità del disco nelle zone più vicine alla stella.