Il telescopio ALMA ha osservato il campo magnetico e la polarizzazione della polvere in un disco protoplanetario
Sulla base delle osservazioni multibanda della polarizzazione della polvere dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), è stata misurata per la prima volta la struttura del campo magnetico in un disco protoplanetario. Un team di ricerca guidato dal Project Assistant Professor Satoshi Ohashi (NAOJ) ha studiato la polarizzazione della polvere nel disco protoplanetario attorno a una giovane stella, HD 142527, analizzando i dati di osservazione ALMA 0,9, 1, 2 e 3 mm. Di conseguenza, hanno scoperto un’intensa polarizzazione della polvere dovuta principalmente al campo magnetico. Inoltre, hanno stimato con successo la forza del campo magnetico e la struttura tridimensionale. Questa ricerca può aiutare a comprendere il ruolo dei campi magnetici nella formazione dei pianeti.
I dischi all’origine della vita
Per studiare l’origine della vita, è importante capire come si formano i pianeti simili alla Terra. Si è pensato che un pianeta si formasse accumulando gradualmente polvere e gas interstellari all’interno di un disco protoplanetario che circonda una giovane stella. Tuttavia, ci sono ancora molti misteri sull’ambiente di formazione dei pianeti e sulle condizioni fisiche all’interno del disco protoplanetario.
Uno di questi misteri è il campo magnetico. Si pensa che sia un fattore cruciale nel determinare la turbolenza e il movimento della materia in un disco protoplanetario. Tuttavia, osservare il campo magnetico in un disco protoplanetario è stato impegnativo. Il campo magnetico è un campo vettoriale invisibile prodotto da un magnete o da una corrente elettrica. Il campo magnetico influenza la materia e l’energia come il campo magnetico della Terra. Questa forza invisibile esiste ovunque nell’Universo e ha molto a che fare con la formazione di stelle e pianeti.
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Osservando la polarizzazione della polvere
HD 142527 è un disco protoplanetario con numerose particelle di polvere che si raccolgono nella parte dove si stanno formando i pianeti. Ohashi e il suo gruppo di ricerca hanno effettuato osservazioni ALMA a 3 mm della polarizzazione della polvere nel disco protoplanetario attorno a HD 142527. Hanno analizzato i meccanismi di polarizzazione combinando i loro nuovi dati con i dati archiviati delle osservazioni ALMA a 0,9, 1 e 2 mm di HD 142527.
Hanno trovato, nella parte a sud, lo stesso schema di polarizzazione in tutte le lunghezze d’onda osservate, suggerendo che questo schema di polarizzazione caratterizzato (il vettore di polarizzazione è lo stesso della direzione radiale del disco e ha una polarizzazione intensa oltre il 10%) è causato dal campo magnetico.
Inoltre, il gruppo di ricerca ha scoperto che la direzione del campo magnetico varia leggermente lungo la direzione di rotazione del disco. Hanno pensato che la struttura tridimensionale del campo magnetico causasse questi cambiamenti di direzione. Hanno stimato che la forza del campo magnetico sia di circa 0,3 milligauss lungo la direzione di rotazione e di circa 0,1 milligauss sia nella direzione verticale che nella direzione verso la stella centrale. Il team suggerisce che questa struttura tridimensionale potrebbe creare un forte campo di turbolenza all’interno del disco.
Un’osservazione senza precedenti
Sono stati trovati molti dischi protoplanetari, ma questa è la prima volta che è possibile osservare la struttura dettagliata del campo magnetico. È interessante notare che non ci si aspettava teoricamente che il campo magnetico avrebbe avuto un certo livello di forza verso la stella centrale e nella direzione verticale del disco attorno a una stella giovane come HD 142527; pertanto, sono necessarie ulteriori indagini.
Satoshi Ohashi afferma: “Abbiamo trovato le condizioni per osservare il campo magnetico in un disco protoplanetario e fornito un metodo per misurare la struttura tridimensionale e la forza del campo magnetico. Pertanto, le nostre scoperte possono essere di grande aiuto per le future osservazioni dei campi magnetici dei dischi protoplanetari. D’altra parte, durante la formazione di pianeti come la Terra, in condizioni di elevata turbolenza, i granelli di polvere interstellare si scontrano tra loro ad alta velocità, distruggendosi, il che potrebbe impedire la formazione dei pianeti.”
“Mentre questa volta abbiamo osservato il campo magnetico relativamente lontano dalla stella centrale, in futuro sarà importante osservare i campi magnetici nei luoghi di formazione dei pianeti vicini alle stelle centrali, come la Terra. Le nostre scoperte spianeranno la strada alla ricerca futura su come il campo magnetico influenza la formazione dei pianeti” ha concluso Ohashi.
Per saperne di più
- Leggi il comunicato stampa di ALMA
- Leggi il paper scientifico intitolato “Observationally derived magnetic field strength and 3D components in the HD 142527 disk” e pubblicato su Nature AStronomy
