Embrioni planetari e acqua attorno ad una giovanissima stella

Scoperto un anello di detriti rocciosi nel disco protoplanetario di una stella attorno alla quale era già stata individuata una grande quantità d’acqua

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Rappresentazione artistica della cintura di detriti rocciosi che circonda la stella DG Tauri. | J. Ilee

Un team di astronomi dell'Università di St. Andrews e di Manchester (Gran Bretagna) ha annunciato di aver scoperto un anello di detriti rocciosi all'interno del disco di materia che circonda una giovane stella, una zona in cui potranno formarsi nuovi pianeti, in maniera analoga a quanto accaduto al Sistema Solare circa 4,5 miliardi di anni fa.

 

Come è noto, i pianeti nascono dall’aggregazione delle polveri e dei gas che formano estesi anelli attorno a giovani stelle. Nel corso del tempo, le particelle si aggregano insieme per formare oggetti sempre più grandi, i cosiddetti planetesimi. Su tempi scala dell’ordine della decina di milioni di anni, questi corpi si scontrano e si aggregano per gravità, continuando il processo di accrescimento sino alla formazione di corpi planetari di grandi dimensioni.

 

Gli esopianeti cominciano a essere tanti. Nel corso degli ultimi 25 anni sono stati scoperti numerosi dischi protoplanetari e oltre 2.000 pianeti extrasolari, ma le fasi intermedie del processo di formazione planetaria sono più difficili da individuare.

 

Finora abbiamo osservato pianeti già formati e dischi di gas e polveri che preannunciano la formazione planetaria, ma la formazione planetaria stessa, per come la intendiamo, si basa sull’aggregazione di planetesimi.

 

Mappa in falsi colori ottenuta dalla rete di radiotelescopi e-MERLIN della stella DG Tauri. Le zone gialle e rosse mostrano le zone in cui dovrebbe essere presente materiale roccioso in orbita attorno alla stella. | J. Greaves/A. Richards/JCBA

Una rete di radiotelescopi dalla vista acutissima. La scoperta è stata fatta grazie alle osservazioni effettuate utilizzando la rete di radiotelescopi e-MERLIN, connessi tramite fibra ottica e distribuiti sul territorio del Regno Unito. Si tratta di un sistema che sfrutta l'interferometria per ottenere la risoluzione angolare di un unico grande radiotelescopio.

 

Il team ha osservato la stella DG Tauri, la cui età è di soli 2,5 milioni di anni, ha una massa simile a quella del Sole e si trova ad una distanza da noi di circa 450 anni luce in direzione della costellazione del Toro, scoprendo, a lunghezze d'onda radio, la radiazione emessa dal disco di detriti rocciosi in orbita attorno alla stella.

 

Immagine infrarossa di DG Tauri in chui sono chiaramente visibili i getti di materia che fuoriescono dai poli della stella. | NASA/ESA/STScI

Getti stellari. Osservazioni effettuate in precedenza dal telescopio spaziale Hubble avevano mostrato che DG Tauri emette getti di gas caldo dai suoi poli, chiaro segno di una stella sta ancora attraversando le ultime agitate fasi della sua formazione.

 

Gli straordinari dettagli che si possono ottenere con i radiotelescopi e-MERLIN sono la chiave di questa scoperta. Zoomando in una regione piccola come l'orbita di Giove è stata individuata una cintura di materiale roccioso lungo un'orbita molto simile a quella del pianeta gigante del Sistema Solare, proprio nella zona in cui nei prossimi milioni di anni potrebbe formarsi un pianeta.

 

L'immagine mostra in basso la riga dell’acqua osservata con il telescopio spaziale Herschel nel disco protoplanetario della giovane stella DG Tau. Il profilo della riga presenta due picchi che tracciano i due bordi del disco, uno in avvicinamento (blu) ed uno in allontanamento (rosso) rispetto all’osservatore. | NASA/JPL-Caltech/T. Pyle/ESA/Herschel/HIFI

Un enorme “serbatoio” d’acqua. DG Tauri salì agli onori delle cronache agli inizi del 2013, quando, grazie alle osservazioni del telescopio spaziale per radiazione infrarossa Herschel dell’ESA, fu scoperta una grande quantità di acqua sotto forma di vapore nel disco protoplanetario in orbita attorno a questa stella, la cui quantità equivale a centinaia o migliaia di oceani terrestri.

 

Questo enorme serbatoio si trova localizzato in una fascia compresa tra 10 e 100 Unità Astronomiche dalla stella (una Unità Astronomica equivale alla distanza Terra-Sole). Inoltre, poiché l’acqua in forma di vapore è solo una piccola parte del totale, se ne deduce che la quantità d’acqua intrappolata nei mantelli dei grani di polvere presenti nel disco sotto forma di ghiaccio è assai maggiore.

 

I due principali ingredienti per la formazione di pianeti simili alla Terra sono quindi presenti attorno a DG Tauri, occorrerà solo avere un pò di pazienza e aspettare qualche milione di anni.

 

10 luglio 2015 | Mario Di Martino