Collisioni nei Dischi Stellari

Esaminando le righe del carbonio atomico in due giovani sistemi stellari, 49 Ceti e Beta Pictoris, i ricercatori hanno individuato carbonio nei dischi di detriti che le circondano. Il risultato, realizzato grazie ad osservazioni a lunghezze d’onda sub-millimetriche, implica che il gas nei dischi di detriti non sia primordiale, ma piuttosto generato in seguito a processi di collisione che hanno luogo nel disco stesso.
Molte giovani stelle e alcune di mezza età presentano un disco di detriti, che si ritiene rappresenti il residuo della formazione del sistema. Recenti osservazioni radio hanno rilevato gas all’interno di simili dischi, ma non era chiaro se si trattasse di gas primordiale appartenente alla nube originaria da cui si sono formate le stelle, o se derivasse da collisioni tra gli oggetti presenti nel disco.

In cerca di una risposta a questa questione, il team del RIKEN Star and Planet Formation Laboratory ha deciso di dare un’occhiata alle emissioni di carbonio, importanti in quanto forniscono indizi sull’origine del gas. Normalmente il carbonio si presenta in forma molecolare, come monossido di carbonio. La luce ultravioletta della stella centrale scinde gli atomi, lasciando libero il carbonio, ma di solito interviene una reazione chimica, mediata da idrogeno, a ricombinare gli atomi in monossido di carbonio. Tuttavia se non è presente idrogeno, la reazione non ha luogo e il carbonio rimane allo stato atomico.

Aya Higuchi, a guida dello studio pubblicato su Astrophysical Journal Letters, ha utilizzato l’Atacama Submillimeter Telescope Experiment (ASTE) in Cile per esaminare le righe del carbonio nei dischi di 49 Ceti, a 194 anni luce di distanza nella costellazione della Balena, e Beta Pictoris, a 65 anni luce di distanza nella costellazione del Pittore. “Siamo stati sorpresi di trovare carbonio atomico nel disco durante la prima osservazione a lunghezze d’onda sub-millimetriche. Ma ancora di più ci ha sorpreso vedere quanto ce ne fosse: era comune quanto il monossido di carbonio”, ha detto Higuchi.

Questo risultato implica che nel disco ci sia poco idrogeno in grado di reagire con il carbonio per riconvertirlo in monossido di carbonio. Dal momento che l’idrogeno costituisce la maggior parte del gas nelle nubi protoplanetarie, significa che il gas nel disco non è primordiale, ma piuttosto viene generato da qualche processo secondario, come la collisione tra i detriti, che ha luogo nel disco stesso.

“Questo lavoro sarà di aiuto per comprendere in che modo i dischi protoplanetari evolvano in dischi di detriti, permettendo di distinguere l’origine del gas nei dischi stessi”, conclude Higuchi.
[ Barbara Bubbi ]

https://m.phys.org/news/2017-04-collisions-gas-debris-disks.html

Credit: RIKEN