La Formazione dei Pianeti in un Disco

Come nascono i pianeti? Uno studio di un team internazionale di scienziati guidato da Stefan Kraus dell’University of Exeter fornisce nuovi indizi per rispondere a questa domanda, confermando la validità di una delle teorie più accreditate sulla formazione planetaria.

Secondo gli astronomi le giovani stelle sono dotate di un disco massiccio, una struttura ad anello costituita da gas, polveri, piccoli corpi rocciosi, che nel corso del tempo può disperdersi o costituire la riserva di materiale da cui in seguito si vanno a formare pianeti e asteroidi. Gli scienziati stanno ancora cercando di comprendere appieno il modo in cui i grani di polvere nel disco protoplanetario possano addensarsi a formare oggetti di dimensione asteroidale, o planetesimi.

Uno dei problemi allo studio è che il fatto che il trascinamento prodotto dal gas circostante nel disco e l’attrazione esercitata dalla stella fanno sì che i grani di polveri si spostino verso l’interno, in direzione della stella stessa, il che può impoverire rapidamente il disco del materiale necessario alla nascita di planetesimi, distruggendo i piccoli grani. Per la nuova ricerca il team ha utilizzato potenti telescopi per osservare la stella V1247 Orionis, una giovane stella calda circondata da un disco dinamico di gas e polveri. Il team ha prodotto un’immagine dettagliata della stella e del disco circostante, diviso in due parti: un anello centrale di materia chiaramente definito e una struttura più delicata, a forma di mezzaluna, localizzata più lontano.

L’immagine di V1247 Orionis Credit: Stefan Kraus

Si ritiene che la regione tra l’anello e la mezzaluna, visibile come una striscia scura o un intervallo, sia provocata dalla presenza di un giovane pianeta che si sta aprendo la strada attraverso il disco. Man mano che il pianeta si muove nella sua orbita, il suo moto crea aree di pressione da entrambe le parti del suo percorso, in modo simile a quello in cui una nave crea scie e onde di prua via via che procede nell’acqua. Queste aree di alta pressione potrebbero diventare barriere protettive che circondano siti di formazione planetaria. Le particelle di polvere rimangono intrappolate all’interno per milioni di anni, e possono avere il tempo e lo spazio necessario per addensarsi, riunirsi insieme e crescere in dimensione.

“La squisita risoluzione di ALMA ci ha permesso di studiare la struttura intricata di questo vortice di polveri intrappolate per la prima volta. La mezzaluna nell’immagine costituisce una trappola di polveri che si è formata al bordo esterno della fascia scura”, ha detto Kraus. L’immagine rivela inoltre regioni di polveri in eccesso all’interno dell’anello, che forse indicano una seconda trappola formatasi all’interno dell’orbita del potenziale pianeta. Con “trappole di polvere” si intendono zone specifiche di aggregazione nel disco in cui i grani possono unirsi a formare i mattoni costruttivi dei pianeti.

Secondo gli autori “le trappole di polvere sono una delle soluzioni potenziali per spiegare uno degli ostacoli principali nelle nostre teorie della formazione dei pianeti, cioè che le particelle dovrebbero essere trascinate nella stella centrale ed essere distrutte prima di avere il tempo di aggregarsi e crescere fino alla dimensione di planetesimi”. Lo studio è stato pubblicato su Astrophysical Journal Letters.
[ Barbara Bubbi ]

https://phys.org/news/2017-10-astronomers-potential-solution-planets.html

Nell’immagine rappresentazione artistica di una stella dotata di un disco
Image credit: NASA/JPL-Caltech