Astronomi hanno realizzato una mappa dettagliata che rivela i campi magnetici che attraversano TW Hydrae, una stella vicina con un disco di formazione planetaria. La ricerca, guidata dal Dott. Richard Teague del MIT, utilizza i dati dell'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) per illuminare le forze invisibili che plasmano nuovi pianeti, simili a quelle che hanno formato il nostro sistema solare.
I pianeti nascono da dischi vorticosi di gas e polvere attorno a giovani stelle. Sebbene i telescopi abbiano mostrato le forme e le lacune all'interno di questi dischi, la misurazione dei campi magnetici, agenti invisibili che guidano e scolpiscono il materiale planetario, è stata impegnativa. I campi magnetici sono ampiamente ritenuti cruciali per l'evoluzione del disco e la creazione di pianeti, ma la loro presenza e struttura all'interno di un disco come quello di TW Hydrae non erano state mappate inequivocabilmente fino ad ora.
Il Dott. Teague e i suoi colleghi hanno analizzato l'allargamento di specifici segnali radio, le firme di molecole in rotazione nel disco, misurate da ALMA. Decodificando sottili cambiamenti nella luce della molecola CN, il team ha rilevato il caratteristico allargamento causato dalle interazioni del campo magnetico, noto come Effetto Zeeman. L'analisi ha rivelato campi magnetici fino a 10 milligauss, un millesimo della forza di un magnete da frigorifero ma immensi su scala di formazione planetaria. Questi campi si estendono da 60 a 120 unità astronomiche (AU) dalla stella, con la struttura del campo che cambia in una prominente lacuna nel disco, suggerendo un legame diretto tra l'attività magnetica e la formazione di regioni planetarie.
"La presenza e il modello di questi campi assomigliano notevolmente a ciò che potrebbe aver pervaso la nebulosa solare durante la formazione dei nostri pianeti", ha affermato Teague. "Questa è la migliore visione che abbiamo avuto della mano invisibile che plasma la nascita di nuovi mondi". Questo approccio apre nuove vie a domande scientifiche di lunga data: Come guidano i campi magnetici l'evoluzione del disco? Come influenzano quali pianeti si formano e dove?
Con l'aumento della sensibilità dei telescopi e degli strumenti, gli astronomi prevedono di applicare queste tecniche a molti più dischi. "Stiamo entrando in un'era in cui possiamo finalmente vedere i progetti magnetici che aiutano a costruire nuovi sistemi planetari", ha aggiunto Teague. Gli aggiornamenti di ALMA, come il futuro ricevitore Band 1, sono progettati per questo scopo. "Le nostre scoperte dimostrano che ciò che è stato promesso con l'aggiornamento sarà possibile su larga scala".
Questa ricerca segna un progresso significativo nella comprensione non solo di come si formano i pianeti attorno ad altre stelle, ma anche di come si è formato il nostro vicinato cosmico. L'Effetto Zeeman, scoperto da Pieter Zeeman nel 1896, è il fenomeno per cui una linea spettrale si divide in componenti con frequenze leggermente diverse quando la sorgente luminosa è posta in un campo magnetico. Questo effetto è uno strumento potente per gli astronomi per rilevare e misurare i campi magnetici stellari, poiché la distanza tra i sottolivelli di Zeeman è una funzione della forza del campo magnetico.
La ricerca ha rivelato campi magnetici fino a 10 milligauss, una forza mille volte inferiore a quella di un magnete da frigorifero, ma considerata immensa nel contesto della formazione planetaria. Questi campi si estendono tra 60 e 120 unità astronomiche (AU) dalla stella, con la struttura del campo che mostra variazioni in corrispondenza di una lacuna nel disco, suggerendo un legame diretto tra l'attività magnetica e la formazione di regioni planetarie. Gli aggiornamenti futuri di ALMA, come il nuovo ricevitore Band 1, sono progettati per migliorare ulteriormente queste capacità di mappatura. L'upgrade di sensibilità a banda larga di ALMA (WSU) aumenterà il numero massimo di canali che ALMA può produrre da 15.000 a 1,2 milioni, migliorando la capacità di studiare simultaneamente più fenomeni e aumentando la velocità di scansione spettrale. Questo miglioramento consentirà ad ALMA di raccogliere dati significativamente maggiori in tempi più brevi, rivelando dettagli intricati dei fenomeni celesti.