Scienza
Stelle e pianeti crescono insieme come fratelli
Gli astronomi hanno individuato prove convincenti che i pianeti iniziano a formarsi mentre le stelle stanno ancora crescendo. L’immagine ad alta risoluzione ottenuta con l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) mostra un giovane disco proto-stellare con più spazi vuoti e anelli di polvere. Questo nuovo risultato, appena pubblicato su Nature, mostra l’esempio più giovane e dettagliato di anelli di polvere che agiscono come culle cosmiche, dove i semi dei pianeti si formano e prendono piede.
Un team internazionale di scienziati guidato da Dominique Segura-Cox presso l’Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre (MPE) in Germania ha preso di mira la proto-stella IRS 63 con l’osservatorio radio ALMA. Questo sistema è a 470 anni luce dalla Terra e si trova in profondità all’interno della densa nube interstellare L1709 nella costellazione di Ofiuco. Le proto-stelle IRS 63 sono ancora avvolte in una grande e massiccia coltre di gas e polvere chiamata involucro, e insieme al disco si alimentano attraverso questo serbatoio di materiale.
Proto-stelle e pianeti crescono e si evolvono insieme simultaneamente
In sistemi più vecchi di 1.000.000 di anni, dopo che le proto-stelle hanno finito di raccogliere la maggior parte della loro massa, sono stati rilevati anelli di polvere in un gran numero. IRS 63 è diverso, ha meno di 500.000 anni, meno della metà dell’età di altre giovani stelle con anelli di polvere e crescerà ancora come massa. “Gli anelli nel disco intorno all’IRS 63 sono giovani”, lo sottolinea Segura-Cox. “Pensavamo che le stelle fossero entrate per prime nell’età adulta e fossero le madri dei pianeti che sono venuti dopo. Ma ora vediamo che proto-stelle e pianeti crescono e si evolvono insieme sin dai primi tempi, come fratelli “.
I pianeti devono affrontare alcuni seri ostacoli durante le loro prime fasi di formazione. Devono crescere da minuscole particelle di polvere, più piccole della polvere qui sulla Terra. “Gli anelli nel disco dell’IRS 63 sono enormi accumuli di polvere, pronti per combinarsi in pianeti”, osserva la coautrice Anika Schmiedeke di MPE. Tuttavia, anche dopo che la polvere si è aggregata per formare un embrione planetario, il pianeta ancora in formazione potrebbe scomparire avvolgendosi a spirale verso l’interno ed essere consumato dalla proto-stella centrale. Se i pianeti iniziano a formarsi molto presto e a grandi distanze dalla proto-stella, potrebbero sopravvivere meglio a questo processo.
Il team di ricercatori ha scoperto che ci sono circa 0,5 masse di polvere di Giove nel disco giovane dell’IRS 63 a più di 20 au dal suo centro (a una distanza simile all’orbita di Urano nel nostro sistema solare). Ciò senza contare la quantità di gas, che potrebbe aggiungere fino a 100 volte più materiale. Occorrono almeno 0,03 masse di Giove di materiale solido per formare un nucleo planetario che crescerà per formare un pianeta gassoso gigante. Il membro del team Jaime Pineda di MPE aggiunge: “Questi risultati mostrano che dobbiamo concentrarci sui sistemi più giovani per comprendere veramente la formazione dei pianeti”. Ad esempio, ci sono prove che Giove potrebbe essersi formato molto più lontano nel Sistema Solare, oltre l’orbita di Nettuno, e poi migrato verso l’interno nella sua posizione attuale.
Allo stesso modo, “la dimensione del disco è molto simile al nostro Sistema Solare”, spiega Segura-Cox. “Anche la massa della proto-stella è solo un pò ‘inferiore a quella del nostro Sole. Lo studio dei dischi così giovani che formano pianeti attorno alle proto-stelle può darci importanti intuizioni sulle nostre origini “.
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