Formazione di stelle e pianeti

15 Ottobre 2026 Pagina a cura di Marco Castellani - Aggiornata il 29 Ottobre 2026

Formazione di stelle e pianeti

L’attività del gruppo di “Star and Planet Formation” è rivolta a studi di tipo osservativo di oggetti stellari giovani, della loro evoluzione e dell’evoluzione del loro sistema planetario. Le attività del gruppo seguono le seguenti linee di ricerca principali: 

  • Studio dei fenomeni connessi con l’attività di stelle di pre-sequenza e dispersione del disco circumstellare: accrescimento e perdita di massa, fenomeni di jets e outflow protostellari
  • Caratterizzazione di stelle giovani di piccola massa: attività magnetica, abbondanze chimiche, proprietà fisiche in funzione dell’ambiente
  • Fenomeni di variabilità di stelle giovani: monitoraggio e caratterizzazione fotometrica e spettroscopica di variabili eruttive
  • Studio della formazione di proto-pianeti e dell’interazione disco-pianeta attraverso imaging ad altissima risoluzione
  • Rivelazione e caratterizzazione di sistemi planetari, analisi delle proprietà delle loro stelle ospitanti e connessione stella-pianeta

Per queste indagini il gruppo si avvale di strumentazione all’avanguardia per osservazioni da terra (VLT, LBT, TNG) e dallo spazio (JWST, HST), con studi ad alta risoluzione spaziale e spettrale, attraverso numerose collaborazioni nazionali e internazionali. Il gruppo è inoltre coinvolto nei consorzi e gruppi scientifici per lo sviluppo di strumentazione ad alta risoluzione angolare (per es.  MAVIS@VLT, MIKADO@ELT, PCS@ELT) e spettrale (per es.  ANDES@E-ELT, MOONS@VLT, HRMOS@VLT, SoXS@NTT)

 

Fig.1: A sinistra uno schema della regione di interazione disco-stella in un oggetto stellare giovane secondo il modello di accrescimento magnetosferico (Credit: S. Antoniucci). Il gruppo di Star and Planet Formation dell’OAR studia le diverse regioni attive intorno a questo tipo di oggetti, legate a fenomeni di accrescimento e perdita di massa, e come queste influenzano le proprieta’ della giovane stella​​. A destra un esempio di spettro ad alta risoluzione spettrale della riga [OI] 6300 Å osservata in una stella giovane con lo strumento GIARPS al Telescopio Nazionale Galileo (adattata da Nisini et al. 2024), che permette di separare spettralmente componenti in emissione che si originano in ambienti diversi. Per questo tipo di studi il nostro gruppo è coinvolto nello sviluppo di strumentazione futura come ANDES@ELT e HRMOS@VLT.

Fig. 2: Uno dei fenomeni più spettacolari legati alla formazione stellare è quello dei potenti getti di materia che si originano durante l’accrescimento stellare.  Il nostro gruppo studia l’origine di questi getti e le loro proprietà fisiche attraverso osservazioni a diverse lunghezze d’onda, dall’UV al lontano IR. A sinistra, un’immagine HST del getto di materia dalla protostella HH46 IRS, situato nella regione di formazione stellare Puppis (Credit: ESA/Hubble & NASA, B. Nisini). A destra, immagini spettrali della zona centrale di HH46 osservata con il James Webb Space Telescope nel vicino e medio infrarosso (Nisini et al. 2024).

 

Fig.3: Immagine multicolore dell’ammasso giovane povero di metalli NGC346 nella Small Magellanic Cloud ottenuto con lo strumento NIRSpec del JWST (Credits: NASA, ESA, CSA, Jones, De Marchi, Meixner, Pagan, Habel, Lenkic, Chu). Il nostro gruppo si occupa di studiare i processi di formazione stellare in ammassi lontani nella nostra Galassia e in Galassie vicine per comprendere come diversi ambienti (per es. effetto di forti campi UV, metallicità, densità) influiscono sulle proprietà delle stelle in formazione e dei loro dischi proto-planetari (per es.  De Marchi, Giardino, Biazzo et al. 2024). Questo viene realizzato attraverso il JWST e strumenti a LBT (Biazzo et al. 2025, in prep), e in futuro con MOONS@VLT.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 4: Immagine ottica ad altissima risoluzione del disco della sorgente stellare giovane CQ Tau ottenuto con lo strumento SHARK-VIS al Large Binocular Telescope (LBT) (Antoniucci et al. 2025). Questo strumento, progettato e costruito all’OAR, permette di osservare scale spaziali dell’ordine di una decina di unita’ astronomiche attorno a queste stelle giovani ed è utilizzato dal nostro gruppo per cercare pianeti in formazione all’interno dei dischi delle giovani stelle e studiare le caratteristiche dei dischi nella banda ottica.

 

 

 

 

 

Fig.5: Spettro ottico-IR di una variabile di tipo EX Ori ottenuta con gli strumenti MODS e LUCI a LBT (Giannini et al. 2024). Il nostro gruppo studia la variabilità di oggetti stellari giovani dovuta ad instabilità dei fenomeni di accrescimento. Ci occupiamo in particolare di analizzare follow-up spettroscopici, con strumenti ottico-IR tra cui il futuro SoXS,  di eventi di bursts segnalati da survey fotometriche, tra cui Gaia in passato e LSST in futuro.

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 6: Rapporti di abbondanze C/O e Fe/Mg in funzione del rapporto Mg/Si ottenuti dal nostro gruppo nell’ambito del progetto GAPS per un campione di stelle con pianeti transitanti e in un ampio intervallo di parametri astrofisici (blu: Biazzo et al. 2022; verde: Filomeno et al. 2024). Le righe orizzontali demarcano le regioni dove i pianeti sono dominati da carburi o silicati (pannello superiore), oppure hanno nuclei di ferro più grandi (pannello inferiore). La linea verticale separa le regioni dove il magnesio nei mantelli forma pirosseni e feldspati oppure olivine e pirosseni. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 7: Esempio di curva di variazione di velocità radiale ottenuta con dati HARPS-N@TNG del progetto GAPS per una stella giovane con un mini-Nettuno transitante appartenente al campione che verrà osservato con il satellite Ariel (Filomeno et al. 2025, in prep).

 

 

 

 

 

 

Progetti principali in cui il gruppo è coinvolto

  1. Strumentazione futura
    1. ANDES@ELT
    2. MAVIS@VLT
    3. MOONS@VLT
    4. Ariel
    5. PCS@ELT
    6. SoXS@ELT
    7. LSST@Rubin
    8. HRMOS@VLT
    9. Wide-field Spectroscopic Telescope (WST)
  2. Surveys e Large Programs
    1. GAPS
    2. 4MOST/4SYS
    3. GHOsT
    4. PENELLOPE
    5. ODYSSEUS
    6. SHARPSTAR (SHARK survey)
    7. JWST-NIRSpec GTO: Star Formation in the Local Group
    8. JWST-MIRI GTO: JWST Observations of Young protoStars (JOYS)
    9. KMOS public survey: The VVV eXtended Spectroscopic Survey
  3. Networks e programmi finanziati
    1. Network JEDI (JEts and Disks@INAF)
    2. YODA (INAF LARGE GRANT, PI B. Nisini)
    3. SKYWALKER (INAF LARGE GRANT, P.I. J. Alcalà)
    4. PATH (PRIN MUR, PI A. Caratti o Garatti)
    5. GO-SHARK! (INAF GO Grant, PI S. Antoniucci)
    6. TRAME e TRACE (INAF & MUR-PNRR grants, PI K. Biazzo)
    7. MUSHROOMS (INAF Minigrant, PI S. Antoniucci)
    8. POPS (PRIN MUR, PI S. Facchini)
    9. GLORIOUS: Gaia science aLerts tO find eRuptIve yOUng stellar objectS (PI T.Giannini)
    10. JIMMY: JWST-IFU Measurements of Mass loss in Young stars (INAF Minigrant, PI M. G. Navarro Ovando)
    11. SPADE: Space Observations of Proto-planetary Accretion Disc Evolution (MUR-CNR-INAF grant, PI B. Nisini)
    12. EXOPATHS: EXOplanet Formation, Evolution and Habitability PATHwayS (INAF Grant, co-PI K. Biazzo)

Personale

Staff:

Simone Antoniucci

Katia Biazzo

Roberta Carini

Teresa Giannini

Brunella Nisini

Post-doc:

Daniele Fasano

Simone Filomeno

Maria Gabriela Navarro

PhD:

Maciej Bajor

Tesi disponibili

Pubblicazioni

L’elenco completo di pubblicazioni si può trovare a questi link: