Venti impetuosi di metalli vaporizzati sono stati trovati in un’enorme nube che ha oscurato la luce di una stella per quasi nove mesi. Questa scoperta, effettuata con il telescopio Gemini South in Cile, parte dell’International Gemini Observatory, in parte finanziato dalla National Science Foundation statunitense e gestito da NSF NOIRLab, offre uno sguardo raro sui processi caotici e dinamici che ancora plasmano i sistemi planetari molto tempo dopo la loro formazione. Nel settembre 2024, una stella a 3000 anni luce di distanza è improvvisamente diventata 40 volte più debole del solito, e tale è rimasta fino a maggio 2025. La stella, J0705+0612, è simile al nostro Sole, quindi il suo netto calo di luminosità ha attirato l’attenzione di Nadia Zakamska, professoressa di astrofisica alla Johns Hopkins University. “Stelle come il Sole non smettono di brillare senza motivo”, afferma, “quindi eventi di oscuramento così drastici sono molto rari”.
Riconoscendo l’opportunità di studiare un evento del genere per molti mesi, Zakamska e il suo team hanno avviato osservazioni con il telescopio Gemini South, situato sul Cerro Pachón in Cile, nonché con il telescopio da 3,5 metri dell’Apache Point Observatory e con i telescopi Magellan da 6,5 metri. I risultati sono pubblicati in un articolo pubblicato su The Astronomical Journal.
Combinando le loro osservazioni con i dati d’archivio su J0705+0612, il team ha determinato che la stella era stata occultata, o temporaneamente oscurata, da una vasta nube di gas e polvere in lento movimento. Stimano che la nube sia a circa due miliardi di chilometri (1,2 miliardi di miglia) dalla sua stella ospite e abbia un diametro di circa 200 milioni di chilometri (120 milioni di miglia).
I dettagli
I dati indicano che questa nube è legata gravitazionalmente a un oggetto secondario che orbita attorno alla stella nelle zone più esterne del suo sistema planetario. Sebbene la natura di questo oggetto rimanga sconosciuta, deve essere sufficientemente massiccio da tenere insieme la nube. Le osservazioni lo vincolano ad avere una massa almeno di qualche volta superiore a quella di Giove. Le possibilità spaziano da un pianeta a una nana bruna fino a una stella di massa estremamente piccola.
Se l’oggetto misterioso è una stella, la nube verrebbe classificata come un disco circumsecondario, ovvero un disco di detriti in orbita attorno al membro meno massiccio di un sistema binario. Se l’oggetto è un pianeta, si tratterebbe di un disco circumplanetario. In entrambi i casi, osservare direttamente una stella occultata da un disco che circonda un oggetto secondario è eccezionalmente raro, con solo una manciata di esempi noti.
Per studiare la composizione della nube, il team ha utilizzato lo strumento all’avanguardia di Gemini South, il Gemini High-resolution Optical SpecTrograph ( GHOST ). Nel marzo 2025, GHOST ha osservato l’occultazione per poco più di due ore, disperdendo la luce della stella in uno spettro che rivela gli elementi chimici presenti nel materiale interposto.
“Quando ho iniziato a osservare l’occultazione con la spettroscopia, speravo di scoprire qualcosa sulla composizione chimica della nube, poiché misurazioni del genere non erano mai state effettuate prima. Ma il risultato ha superato tutte le mie aspettative”, afferma Zakamska.
I dati GHOST hanno rivelato la presenza di diversi metalli – elementi più pesanti dell’elio – all’interno della nube. Ancora più sorprendente, l’elevata precisione degli spettri ha permesso al team di misurare direttamente il movimento del gas in tre dimensioni. Questa è la prima volta che gli astronomi misurano i moti interni del gas di un disco in orbita attorno a un oggetto secondario come un pianeta o una stella di piccola massa. Le osservazioni mostrano un ambiente dinamico con venti di metalli gassosi, tra cui ferro e calcio.
“La sensibilità di GHOST ci ha permesso non solo di rilevare il gas in questa nube, ma anche di misurarne effettivamente il movimento”, afferma Zakamska. “È qualcosa che non eravamo mai stati in grado di fare prima in un sistema come questo”.
“Questo studio dimostra la notevole potenza del nuovissimo strumento della Gemini, GHOST”, osserva Chris Davis, direttore del programma NSF per NOIRLab, “e sottolinea ulteriormente uno dei grandi punti di forza della Gemini: la rapida risposta a eventi transitori come questa occultazione”.
Le misurazioni precise della velocità e della direzione del vento mostrano che la nube si sta muovendo in modo indipendente dalla sua stella ospite. Questo, combinato con la durata dell’occultazione, conferma ulteriormente che l’occultatore è un disco attorno a un oggetto secondario e che orbita nelle zone più esterne del sistema stellare della sua stella ospite.
La sorgente mostra un eccesso di radiazione infrarossa, tipicamente associato ai dischi attorno a stelle giovani. Tuttavia, J0705+0612 ha più di due miliardi di anni, il che significa che è improbabile che il disco sia costituito da detriti residui della fase iniziale di formazione planetaria del sistema. Quindi, come si è formato? Zakamska ipotizza che abbia avuto origine dalla collisione di due pianeti nelle zone più esterne del sistema planetario di questa stella, che hanno espulso polvere, rocce e detriti e formato l’enorme nube che ora vediamo passare davanti alla stella.
La scoperta evidenzia come le nuove tecnologie consentano di ottenere nuove informazioni sull’Universo. GHOST ha aperto una nuova finestra sullo studio di fenomeni nascosti in sistemi stellari distanti, e i risultati forniscono preziosi indizi sull’evoluzione a lungo termine dei sistemi planetari e su come i dischi possano formarsi attorno alle stelle più vecchie.
“Questo evento ci dimostra che anche nei sistemi planetari maturi possono verificarsi collisioni drammatiche e su larga scala”, afferma Zakamska. “È un vivido promemoria del fatto che l’Universo è tutt’altro che statico: è una storia continua di creazione, distruzione e trasformazione”.