Immagine Wircam diretta del sistema 2MASS 0249 con fotocamera a infrarossi CFHT WIRCam. 2MASS 0249c si trova in 2000 unità astronomiche dalle nane brune ospiti che non sono risolte in questa immagine. Crediti: T. Dupuy, M. Liu
Quando si tratta di pianeti extrasolari, le apparenze possono ingannare. Gli astronomi hanno immaginato un nuovo pianeta e sembra quasi identico a uno dei pianeti giganti gassosi meglio studiati. Ma questo doppelgänger differisce in un modo molto importante: la sua origine.
"Abbiamo trovato un pianeta gigante gassoso che è un gemello virtuale di un pianeta precedentemente conosciuto, ma sembra che i due oggetti si siano formati in modi diversi", ha detto Trent Dupuy, astronomo dell'Osservatorio Gemini e leader dello studio.
Emergendo da vivai stellari di gas e polvere, le stelle nascono come gattini in una cucciolata, in mazzi e inevitabilmente a vagare lontano dal loro luogo di nascita. Queste cucciolate comprendono stelle che variano molto, che vanno da piccoli ramponi incapaci di generare la propria energia (chiamate nane brune) a stelle massicce che terminano la loro vita con esplosioni di supernova. Nel mezzo di questo tumulto, i pianeti si formano attorno a queste nuove stelle. E una volta che il vivaio stellare esaurisce il suo gas, le stelle (con i loro pianeti) lasciano il loro luogo di nascita e vagano liberamente nella Galassia. A causa di questo esodo, gli astronomi ritengono che dovrebbero esserci pianeti nati contemporaneamente dallo stesso asilo stellare, ma stelle in orbita che si sono allontanate l'una dall'altra sopra gli eoni, come fratelli perduti da lungo tempo.
"Ad oggi, gli esopianeti trovati tramite l'imaging diretto sono stati fondamentalmente individui, ciascuno distinto dall'altro per aspetto ed età. Trovare due esopianeti con apparenze quasi identiche e tuttavia formarsi in modo così diverso apre una nuova finestra per comprendere questi oggetti ", ha detto Michael Liu, astronomo presso l'Università di Hawai'i Institute for Astronomy, e collaboratore di questo lavoro.
Dupuy, Liu e i loro collaboratori hanno identificato il primo caso di un doppelgänger planetario. Un oggetto è noto da tempo: il pianeta 13-Giove-massa beta Pictoris b, uno dei primi pianeti scoperti dall'imaging diretto, nel 2009. Il nuovo oggetto, soprannominato 2MASS 0249 c, ha la stessa massa, luminosità e spettro come beta Pictoris b.
Dopo aver scoperto questo oggetto con il Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT), Dupuy e collaboratori hanno quindi stabilito che 2MASS 0249 c e beta Pictoris b sono nati nello stesso vivaio stellare. In superficie, questo rende i due oggetti non solo somiglianti ma fratelli genuini.
Tuttavia, i pianeti hanno situazioni di vita molto diverse, vale a dire i tipi di stelle che orbitano. L'host per beta Pictoris b è una stella 10 volte più luminosa del Sole, mentre 2MASS 0249 c orbita attorno a un paio di nane brune che sono 2000 volte più deboli del Sole. Inoltre, beta Pictoris b è relativamente vicino al suo ospite, circa 9 unità astronomiche (AU, la distanza dalla Terra al Sole), mentre 2MASS 0249 c è 2000 AU dal suo host binario.
Queste disposizioni drasticamente diverse suggeriscono che l'educazione dei pianeti non era affatto simile. L'immagine tradizionale della formazione dei giganti gassosi, dove i pianeti iniziano come piccoli nuclei rocciosi attorno alla loro stella ospite e crescono accumulando gas dal disco della stella, probabilmente creato beta Pictoris b. Al contrario, l'host di 2MASS 0249 c non aveva abbastanza disco per fare un gigante gassoso, quindi il pianeta probabilmente si formò accumulando direttamente gas dal vivaio stellare originale.
"2MASS 0249 c e beta Pictoris b ci mostrano che la natura ha più di un modo per creare pianeti extrasolari dall'aspetto molto simile", afferma Kaitlin Kratter, astronomo dell'Università dell'Arizona e collaboratore di questo lavoro. "beta Pictoris b probabilmente si forma come pensiamo la maggior parte dei giganti del gas, partendo da minuscoli granelli di polvere, mentre 2MASS 0249 c sembra una nana bruna sottopeso che si è formata dal collasso di una nube di gas. Sono entrambi considerati esopianeti, ma 2MASS 0249 c illustra che una classificazione così semplice può oscurare una realtà complicata. "
Gli spettri infrarossi di 2MASS 0249c e beta Pictoris b sono simili, come previsto per due oggetti di massa comparabile che si sono formati nello stesso vivaio stellare. A differenza di 2MASS 0249c, beta Pictoris b orbita molto più vicino alla sua imponente stella ospite ed è inserito in un luminoso disco circumstellare. Crediti: T. Dupuy, ESO / A.-M. Lagrange et al.
Il team ha identificato per la prima volta 2MASS 0249 c usando immagini da CFHT e le loro osservazioni ripetute hanno rivelato che questo oggetto è in orbita ad una grande distanza dal suo ospite. Il sistema appartiene al gruppo mobile beta Pictoris, una serie di stelle ampiamente disperse nominate per la sua famosa stella che ospita il pianeta. Le osservazioni del team con il telescopio WM Keck hanno determinato che l'host è in realtà un paio di nane brune strettamente separate. Quindi, nel complesso, il sistema 2MASS 0249 comprende due nane brune e un pianeta gigante gassoso. La spettroscopia di follow-up di 2MASS 0249 c con il NASA Infrared Telescope Facility e il telescopio da 3,5 metri del Consorzio di ricerca astrofisica presso l'Apache Point Telescope hanno dimostrato che condivide una notevole somiglianza con la beta Pictoris b.
Il sistema 2MASS 0249 è un obiettivo attraente per studi futuri. I pianeti più direttamente imaged sono molto vicini alle loro stelle ospite, inibendo studi dettagliati dei pianeti dovuti alla luce intensa delle stelle. Al contrario, l'ampia separazione di 2MASS 0249 c dal suo host binario renderà le misurazioni di proprietà come la sua superficie meteorologica e la sua composizione molto più facile, portando ad una migliore comprensione delle caratteristiche e delle origini dei pianeti giganti gassosi.
Questo lavoro è accettato per la pubblicazione nel giornale astronomico.
Questo lavoro è stato supportato dalla National Science Foundation sotto Grant No. AST-1518339. Eventuali opinioni, conclusioni, conclusioni o raccomandazioni espresse in questo materiale sono quelle degli autori e non riflettono necessariamente le opinioni della National Science Foundation.
Tuttavia, i pianeti hanno situazioni di vita molto diverse, vale a dire i tipi di stelle che orbitano. L'host per beta Pictoris b è una stella 10 volte più luminosa del Sole, mentre 2MASS 0249 c orbita attorno a un paio di nane brune che sono 2000 volte più deboli del Sole. Inoltre, beta Pictoris b è relativamente vicino al suo ospite, circa 9 unità astronomiche (AU, la distanza dalla Terra al Sole), mentre 2MASS 0249 c è 2000 AU dal suo host binario.
"2MASS 0249 c e beta Pictoris b ci mostrano che la natura ha più di un modo per creare pianeti extrasolari dall'aspetto molto simile", afferma Kaitlin Kratter, astronomo dell'Università dell'Arizona e collaboratore di questo lavoro. "beta Pictoris b probabilmente si forma come pensiamo la maggior parte dei giganti del gas, partendo da minuscoli granelli di polvere, mentre 2MASS 0249 c sembra una nana bruna sottopeso che si è formata dal collasso di una nube di gas. Sono entrambi considerati esopianeti, ma 2MASS 0249 c illustra che una classificazione così semplice può oscurare una realtà complicata. "
Gli spettri infrarossi di 2MASS 0249c e beta Pictoris b sono simili, come previsto per due oggetti di massa comparabile che si sono formati nello stesso vivaio stellare. A differenza di 2MASS 0249c, beta Pictoris b orbita molto più vicino alla sua imponente stella ospite ed è inserito in un luminoso disco circumstellare. Crediti: T. Dupuy, ESO / A.-M. Lagrange et al.
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(Tradotto da Google)
