Ricerca di un candidato protopianeta nel disco a spirale di CQ Tau

La formazione planetaria attorno a stelle giovani avviene nei dischi protoplanetari, strutture formate da gas e polvere. La presenza di spirali e anelli nei dischi può essere traccia di pianeti in formazione. CQ Tau è un ottimo candidato per questo tipo di studio, in quanto stella giovane e con struttura a spirale risolta. L’analisi presentata in questa tesi si basa su nuove osservazioni acquisite in banda L’ ottenute con ERIS montato su VLT. La banda L’ risulta vantaggiosa perché consente di detectare l’emissione termica di pianeti caldi e giovani e l’estinzione locale della polvere è ridotta. La tecnica osservativa utilizzata è HCI (High Contrast Imaging), realizzata con il coronografo vAPP su ERIS e osservazioni in Pupil-Tracking mode. Dopo la riduzione e calibrazione dei dati, l’analisi si è svolta con tecnica ADI (Angular Differential Imaging), per ottimizzare la rilevazione di asimmetrie e di strutture point-like. I contrasti raggiunti in magnitudine (fino a 2.5″ di separazione) non hanno rivelato sorgenti puntiformi con raggi oltre 1R_J a 800K di temperatura, ma hanno confermato la struttura a spirale del disco con un braccio principale a circa 2.2″ dalla stella principale. Dal confronto con dati d’archivio in banda L’ e J non è emerso un movimento significativo del braccio a spirale, che si è solamente spostato di circa 1° negli ultimi 8 anni. Se l’orbita fosse stata Kepleriana la spirale si sarebbe mossa di 1.4°/anno. Sotto l’ipotesi che il compagno segua un’orbita circolare e co-planare, non può esserci un perturbatore interno al disco entro i limiti sopracitati. Per indurre la rotazione trovata, il protopianeta dovrebbe trovarsi ad almeno 230 au di distanza, dove però non si è detectato alcun pianeta. Si può supporre quindi che il movimento della spirale sia indotto o da uno o più pianeti piccoli, oppure da interazioni di altro tipo, come un fly-by stellare o un compagno su orbita eccentrica e/o non co-planare.