• La NIRCam del James Webb ha immortalato il disco di detriti attorno alla stella nana AU Mic, a 32 anni luce dalla Terra.
• Il disco di polveri e detriti, continuamente rifornito dalle collisioni tra i planetesimi e in orbita, appare molto luminoso, dettagliato e più vicino delle aspettative.
• Le immagini NIRCam sono così dettagliate da poter sperare nella scoperta futura di nuovi esopianeti tramite la tecnica dell’imaging diretto.

Una nuova immagine del James Webb mostra un disco di detriti come mai osservato prima d’ora. Si tratta del disco che avvolge la stella nana AU Microscopii, o AU Mic, distante circa 32 anni luce dalla Terra. Questa stella, con un età di 23 milioni di anni, possiede un sistema planetario composto da due pianeti già noti, che hanno concluso la loro formazione. Tuttavia, la stella è ancora avvolta da un disco di polveri e detriti, continuamente rifornito dalle collisioni tra i planetesimi in orbita.

Webb ha fotografato nell’infrarosso la struttura, ottenendo immagini del disco sfruttando la NIRCam (Near-InfraRed Camera). Con il coronografo installato sulla camera, è stato possibile oscurare la luce della stella e osservare la regione più vicina a essa. Le fotografie sono state ottenute alle lunghezze d’onda di 3.56 e 4.44 micron. E il risultato è decisamente inaspettato! Infatti:

• Il Webb è riuscito a immortalare il disco fino a una distanza di 5 UA (Unità Astronomiche) dalla stella, pari alla distanza Giove-Sole nel nostro Sistema Solare. Il diametro del disco raggiunge invece le 60 UA, pari a circa 8.9 miliardi di chilometri.
• Alla lunghezza d’onda inferiore, quella “più blu”, il disco appare più brillante. Sembrerebbe dunque che contenga molte polveri sottili, più efficienti negli eventi d’urto a lunghezze d’onda inferiori. Questo risultato è consistente con studi precedenti, secondo i quali la pressione di radiazione di AU Mic non sarebbe abbastanza forte da allontanare le polveri sottili, che rimangono intrappolate nel disco.

Josh Schlieder, ricercatore principale del programma di osservazione e co-autore dello studio, riguardo al disco di detriti di AU Mic ha affermato:

Il nostro primo sguardo ai dati ha superato di gran lunga le aspettative. Era più dettagliato di quanto ci aspettassimo. Era più luminoso di quanto ci aspettassimo. Abbiamo rilevato il disco più vicino di quanto ci aspettassimo. Speriamo che scavando più a fondo, ci saranno altre sorprese che non avevamo previsto.

Il ruolo della scoperta nella ricerca degli esopianeti

Le immagini della NIRCam sono più dettagliate del previsto, dimostrando una sensibilità tale da poter sperare nella rilevazione di nuovi esopianeti tramite la tecnica dell’imaging diretto. L’obbiettivo dei ricercatori attraverso queste osservazioni è infatti quello d’identificare pianeti in orbite ampie, simili a quelle di Giove e Saturno o dei pianeti ghiacciati del nostro Sistema Solare. Questo permetterebbe di esplorare un territorio del tutto nuovo per le stelle di piccola massa come AU Mic.

Esopianeti localizzati a grandi distanze dalla stella sono oggetti difficili da osservare sfruttando la tecnica dei transiti o delle velocità radiali. Queste tecniche sono più idonee per la ricerca di pianeti vicini alla propria stella. L’imaging diretto invece è un metodo adatto per cercare pianeti lontani e massivi. La luminosità della stella attorno a cui orbitano deve però essere schermata efficientemente per evitare di sovrastare il debole segnale del pianeta e impedirne l’individuazione.

Si tratterebbe dunque di un contributo significativo da parte del telescopio spaziale più grande mai costruito dall’uomo per la ricerca degli esopianeti. Tuttavia, non è l’unico aiuto che il Webb può dare in questo ambito. Oltre alla caratterizzazione delle atmosfere di esopianeti terrestri, infatti, il JWST può essere sfruttato anche per confermare l’esistenza di un esopianeta. Come è avvenuto per LHS 475 b, il primo pianeta extrasolare confermato dal James Webb.

I risultati dello studio sul disco di detriti di AU Mic, condotto da Schlieder insieme al ricercatore Kellen Lawson, sono stati presentati alla conferenza stampa dell’American Astronomical Society (AAS) mercoledì 11 gennaio 2023.