Formazione dei pianeti, giovane stella fornisce indizi importanti

Credito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/T. Paneque-Carreño (Università del Cile), B. Saxton (NRAO)

Le instabilità gravitazionali hanno un ruolo molto importante per quanto riguarda la formazione dei pianeti secondo un nuovo studio apparso sull’Astrophysical Journal. I ricercatori, che hanno usato i dati dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hanno analizzato una giovane stella denominata Elias 2-27 e, oltre ad ottenere questa informazione, hanno misurato in maniera diretta e per la prima volta la massa di un disco protoplanetario, ossia di un disco di materiali e gas da cui poi nascono i pianeti tramite l’aggregazione, usando i dati relativi alla velocità dei gas.[1]

Sappiamo molte cose sulla formazione delle stelle e sull’evoluzione stellare nonché dei sistemi che possono formarsi intorno alle stesse stelle ma la formazione dei pianeti per come li conosciamo è ancora in parte oscura in quanto si tratta di un processo che dura milioni o centinaia di milioni di anni e quindi quando si eseguono le osservazioni non si fa altro che acquisire un singolo momento di un processo lunghissimo.
Elias 2-27, una giovane stella lontana da noi meno di 400 a.l., è stata scelta dai ricercatori perché il disco protoplanetario intorno ad essa mostra una certa instabilità gravitazionale, fenomeno che si verifica quando i dischi protoplanetari trascinano con loro una grossa frazione della massa stellare e quindi dell’intero sistema.
“Abbiamo trovato prove dirette dell’instabilità gravitazionale in Elias 2-27, il che è molto eccitante perché questa è la prima volta che possiamo mostrare la prova cinematica e multi-lunghezza d’onda di un sistema che è gravitazionalmente instabile”, spiega Teresa Paneque-Carreño, una neolaureata dell’Università del Cile nonché ricercatrice all’Università di Leida e all’Osservatorio Europeo Meridionale, l’autrice principale dei due studi che descrivono le scoperte effettuate.[1]

Il disco protoplanetario di questo sistema è diverso da quello che di solito si vede in altri sistemi in quanto è caratterizzato da due braccia a spirale. I ricercatori hanno confermato che proprio le instabilità gravitazionali sono all’origine di queste strane strutture. Inoltre gli stessi ricercatori hanno scoperto anche che esiste del materiale non individuato in precedenza in questo sistema che viene proiettato su disco cadendo dalla nube molecolare circostante, una cosa che rende questo sistema ancora più caotico e difficile da comprendere.
Si tratta di un sistema “altamente asimmetrico nella struttura del gas”, come spiega la stessa Paneque-Carreño, una cosa inaspettata in quanto è la prima volta che viene individuato un livello di asimmetria verticale come questo in un disco protoplanetario.[1]

Proprio la scoperta di questa simmetria, secondo Cassandra Hall, assistente professoressa di astrofisica computazionale all’Università della Georgia ed altra autrice dello studio, potrebbe essere un dato importante per quanto riguarda lo sviluppo di una vera teoria riguardante la formazione di pianeti: “Questa potrebbe essere una ‘pistola fumante’dell’instabilità gravitazionale, che potrebbe accelerare alcune delle prime fasi della formazione del pianeta. Abbiamo previsto per la prima volta questa firma nel 2020 e, dal punto di vista dell’astrofisica computazionale, è eccitante avere ragione”.[1]

Note e approfondimenti

  1. Study of Young Chaotic Star System Reveals Planet Formation Secrets – National Radio Astronomy Observatory (IA)
  2. Spiral Arms and a Massive Dust Disk with non-Keplerian Kinematics: Possible Evidence for Gravitational Instability in the Disk of Elias 2-27 (IA) (arXiv: 2103.14048) (PDF)
  3. A dynamical measurement of the disk mass in Elias 2-27 (IA) (arXiv: 2104.09530) (PDF)

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