Sicuramente hai mai provato a scattare una fotografia di qualche elemento di scarsa illuminazione, ma quando eri vicino a un’altra fonte di luce più brillante (ad esempio un faro), la tua immagine è stata un fallimento totale poiché puoi vedere solo un singolo bagliore luminoso. Esattamente questo è lo stesso problema affrontato dagli astronomi che inseguono stelle o pianeti piccoli e deboli accanto a una stella luminosa.
Per affrontare il problema, un team internazionale di astronomi guidato da Thomas Winterhalder, scienziato dell’Osservatorio Europeo Australe (ESO), ha iniziato a cercare il catalogo preparato da Gaia (telescopio spaziale ESA), Quello raccoglie centinaia di migliaia di stelle sospettate di avere una compagna.
Sebbene gli oggetti compagni non siano abbastanza luminosi per essere visti direttamente da Gaia, la loro presenza provoca piccole oscillazioni nelle traiettorie delle stelle ospiti più luminose, che solo Gaia può misurare.
Combinando i dati del telescopio spaziale Gaia dell’ESA con lo strumento GRAVITY dell’ESO sulla Terra, gli scienziati sono stati in grado di catturare primi segnali luminosi provenienti dalle compagne oscure di otto stelle luminose finora invisibili, secondo le pubblicazioni dell’ESA.
Tecnica dell’interferometria
Nel catalogo delle orbite stellari di Gaia, il team ha identificato otto stelle da prendere di mira GRAVITY, l’interferometro avanzato nel vicino infrarosso dal Very Large Telescope dell’ESO, al Cerro Paranal, Cile. GRAVITÀ combina la luce infrarossa di diversi telescopi per catturare i dettagli più fini in oggetti deboliSÌin una tecnica chiamata interferometria.
Questa tecnica è promettente, poiché apre la possibilità allettante di catturare immagini di pianeti in orbita vicino alle loro stelle ospiti.
“Abbiamo dimostrato che è possibile catturare l’immagine di un debole compagno, anche quando orbita molto vicino al suo ospite luminoso”, spiega Thomas. “Questo risultato evidenzia il notevole sinergia tra Gaia e GRAVITY. Soltanto Gaia può identificare sistemi così piccoli che ospitano una stella e un compagno ‘nascosto’. Dopo, GRAVITY può prendere il controllo per immaginare l’oggetto più piccolo e debole con una precisione senza precedenti.
Compagni delle stelle rimaste nascoste
Grazie all’occhio eccezionalmente acuto e sensibile di GRAVITY, il team ha catturato il segnale luminoso degli otto compagni, sette dei quali prima sconosciuti. Tre delle compagne sono stelle molto piccole e deboli, mentre le altre cinque sono nane brune. Riguarda oggetti celesti situati tra i pianeti e le stelle: più massiccio dei pianeti più pesanti, ma più leggero e debole delle stelle più leggere.
Una delle nane brune rilevate in questo studio orbita attorno alla sua stella ospite alla stessa distanza della Terra dal Sole È la prima volta che una nana bruna può essere catturata direttamente così vicino alla sua stella ospite.
I piccoli compagni dedotti dalle osservazioni di Gaia si trovano solitamente in piccoli angoli di separazione di poche decine di millisecondi d’arcogrande all’incirca quanto una moneta da un euro vista da una distanza di 100 chilometri.
“Nelle nostre osservazioni, i dati di Gaia agiscono come una sorta di segnale”, continua Thomas. “La parte di cielo che possiamo vedere con GRAVITY è molto piccola, quindi dobbiamo sapere dove guardare. L’incomparabile e Le misurazioni precise di Gaia dei movimenti e delle posizioni delle stelle sono essenziali per puntare il nostro strumento GRAVITY nella giusta direzione nel cielo.”
Gaia e GRAVITY insieme formano una grande squadra
La complementarità di Gaia e GRAVITY va oltre l’utilizzo dei dati Gaia per pianificare osservazioni di follow-up e consentire rilevamenti. Combinando i due insiemi di dati, gli scienziati sono stati in grado di “pesare” i singoli oggetti celesti separatamente e differenziare la massa della stella ospite e quella della sua rispettiva compagna.
GRAVITY ha misurato anche il contrasto tra la stella compagna e quella ospite a una varietà di lunghezze d’onda nell’infrarosso. Combinata con le stime di massa, questa conoscenza ha permesso alla squadra di valutare l’età dei compagni. Sorprendentemente, due delle nane brune si sono rivelate meno luminose di quanto ci si aspetterebbe date le loro dimensioni ed età. Una possibile spiegazione potrebbe essere che i nani stessi abbiano un compagno ancora più piccolo.
A caccia di pianeti extrasolari
In uno studio precedente, Gli astronomi hanno utilizzato i dati di Gaia e di un altro osservatorio terrestre per catturare l’immagine di un gigantesco esopianeta gassoso. Questo pianeta orbita attorno alla sua stella ospite a circa 17 volte la distanza della Terra dal Sole, tracciando un angolo nel cielo considerevolmente più ampio della tipica separazione dei compagni immaginata da GRAVITY in questo nuovo risultato.
Ma con questa recente scoperta, che ha dimostrato la potenza della matrice Gaia-GRAVITY, gli scienziati ora sperano di rintracciare possibili pianeti compagni delle stelle elencate nel catalogo Gaia.
“La capacità di rilevare i piccoli movimenti delle coppie vicine nel cielo è unica della missione Gaia. Il prossimo catalogo, che sarà disponibile come parte del quarto rilascio di dati (DR4), conterrà una collezione ancora più ricca di stelle con compagne potenzialmente più piccole”, afferma Johannes Sahlmann, scienziato Gaia dell’ESA. “Questo risultato apre nuove strade nella ricerca dei pianeti nella nostra galassia e promette di darci uno sguardo a nuovi mondi lontani.”
Riferimento alle notizie:
Combinare Gaia e GRAVITY: caratterizzazione di cinque nuovi compagni substellari rilevati direttamente è pubblicato in Astronomia e astrofisica . DOI: 10.1051/0004-6361/202450018.
