Nel settembre 2024, una stella a 3000 anni luce di distanza è diventata improvvisamente 40 volte più debole del solito, e tale è rimasta fino al maggio 2025. La stella, J0705+0612, è simile al nostro Sole, quindi il suo drastico calo di luminosità ha attirato l’attenzione di Nadia Zakamska, professoressa di astrofisica alla Johns Hopkins University. “Le 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 di tale portata 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’Osservatorio di Apache Point e con il telescopio Magellan da 6,5 metri. I risultati sono stati pubblicati in un articolo apparso su The Astronomical Journal.
Combinando le loro osservazioni con i dati d’archivio su J0705+0612 [1], il team ha determinato che la stella era stata occultata, ovvero temporaneamente oscurata da una vasta nube di gas e polvere a lento movimento. Stimano che la nube si trovi 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 dati indicano che questa nube è legata gravitazionalmente a un oggetto secondario che orbita attorno alla stella nelle regioni più esterne del suo sistema planetario. Sebbene la natura di questo oggetto rimanga sconosciuta, deve essere sufficientemente massiccio da tenere unita la nube. Le osservazioni suggeriscono che la sua massa sia almeno qualche volta superiore a quella di Giove, anche se potrebbe essere maggiore. Le possibilità spaziano da un pianeta a una nana bruna fino a una stella di massa estremamente ridotta.
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 un evento 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, dato che non erano mai state effettuate misurazioni di questo tipo prima d’ora. Ma il risultato ha superato ogni mia aspettativa», afferma Zakamska.
I dati di GHOST hanno rivelato la presenza di diversi metalli – elementi più pesanti dell’elio – all’interno della nube. Ancora più notevole è stata l’elevata precisione degli spettri, che ha permesso al team di misurare direttamente il movimento tridimensionale del gas. Questa è la prima volta che gli astronomi misurano i movimenti interni del gas di un disco orbitante 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 riusciti a fare prima in un sistema di questo tipo.”
“Questo studio illustra la notevole potenza del più recente strumento a bordo del telescopio Gemini, GHOST”, osserva Chris Davis, direttore del programma NSF per NOIRLab, “e mette ulteriormente in evidenza uno dei grandi punti di forza di Gemini: la capacità di rispondere rapidamente a eventi transitori come questa occultazione”.
Le misurazioni precise della velocità e della direzione del vento mostrano che la nube si muove separatamente dalla sua stella ospite. Questo, unito alla durata dell’occultazione, conferma ulteriormente che l’occultatore è un disco attorno a un oggetto secondario e che orbita nelle regioni più esterne del sistema stellare della sua stella ospite.
La sorgente mostra un eccesso di radiazione infrarossa, tipicamente associato ai dischi protoplanetari 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 si sia originata in seguito alla collisione di due pianeti nelle regioni più esterne del sistema planetario di questa stella, che avrebbe espulso polvere, rocce e detriti, formando l’enorme nube che ora si vede transitare davanti alla stella.
La scoperta evidenzia come le nuove tecnologie permettano di ottenere nuove informazioni sull’Universo. GHOST ha aperto una nuova finestra sullo studio dei fenomeni nascosti nei sistemi stellari distanti e i risultati forniscono preziosi indizi sull’evoluzione a lungo termine dei sistemi planetari e su come i dischi possono formarsi attorno a stelle antiche.
“Questo evento ci dimostra che anche nei sistemi planetari maturi possono ancora verificarsi collisioni spettacolari 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.”
Note
[1] Uno studio che utilizza dati d’archivio di Harvard ha scoperto che J0705+0612 ha subito altri due eventi di oscuramento simili nel 1937 e nel 1981, stabilendo un periodo di 44 anni.
Credito: Osservatorio Internazionale Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld e M. Zamani
Redazione e Editor Economia dello Spazio Magazine
