Dove migrano le polveri stellari

[Scolari]

Gli attuali modelli che rendono conto della dinamica dei dischi protostellari, tuttavia, hanno difficoltà a spiegare in che modo questa miscela abbia avuto origine, poiché la maggior parte delle forze agisce attirando i materiali verso il Sole.

Un nuovo studio, il cui resoconto è ora pubblicato sulla rivista “Science”, descrive un meccanismo secondo il quale i granelli di polvere planetaria nelle regioni interne dei dischi che ruotano intorno alle stelle di recente formazione si spostano verso l’esterno. Tale processo spiegherebbe perché le comete siano composte da un’ampia varietà di minerali.
I campioni delle comete, che si formano sul bordo esterno dei sistemi planetari, hanno fornito indizi per ipotizzare che un mescolamento su larga scala avvenne nella nebulosa solare, il disco di polveri e gas da cui sono emersi i pianeti del sistema solare. Questa miscela trasportò materiali dalle regioni interne a più alta temperatura verso la periferia più fredda, distante dal Sole.

Gli attuali modelli che rendono conto della dinamica di questi dischi, tuttavia, hanno difficoltà a spiegare in che modo questa miscela abbia avuto origine, poiché la maggior parte delle forze agisce attirando i materiali verso il Sole.

Utilizzando un modello matematico, Fred Ciesla della Carnegie Institution of Washington in Washington, ora mostra che il trasporto verso l’esterno nel piano mediano del disco è più efficiente di quanto finora ritenuto. I granelli di maggiori dimensioni potrebbero essere trasportati verso l’esterno più per la loro posizione nel piano mediano, il che li rende meno soggetti ai flussi che vanno verso l’interno.

Nato da polveri e gas

Gli scienziati dell'Istituto di astronomia Max Planck (MPIA) hanno scoperto un pianeta che orbita intorno a TW Hydrae, una giovane stella ancora circondata da un disco circumstellare.

Il pianeta, che sarà denominato TW Hydrae b, come la sua stella madre, è il più giovane pianeta attualmente conosciuto nel mondo scientifico.

«Grazie alla scoperta del primo pianeta che orbita intorno a un'altra stella simile al Sole, la nostra comprensione della formazione dei pianeti ha ripreso vigore», spiegano gli astronomi in un articolo pubblicato nel numero attuale della rivista Nature.

La scoperta è particolarmente significativa in quanto dimostra che i pianeti possono formarsi entro dieci milioni di anni dalla formazione della stella centrale. Il pianeta è stato scoperto utilizzando la tecnica della velocità radiale (RV).

Finora questa tecnica non ha consentito di scoprire pianeti intorno a una stella più giovane di 100 milioni di anni. È noto tuttavia che TW Hydrae non supera gli otto o dieci milioni di anni.

I ricercatori dell'Istituto Max Planck sono inoltre riusciti per la prima volta a collegare direttamente lo sviluppo del disco circumstellare al processo di formazione dei pianeti, ha dichiarato Thomas Henning dell'MPIA.

La tecnica RV è estremamente sensibile ai pianeti giganti con orbite di breve durata, come TW Hydrae b, il quale ha una massa dieci volte superiore a quella di Giove, il più grande pianeta del nostro sistema solare, e completa la sua orbita intorno alla stella in 3,56 giorni.

I pianeti vicini a stelle luminose possono essere paragonati a lucciole vicine a un riflettore.

Di conseguenza si conosce ancora poco sui tempi della formazione dei pianeti, poiché essa può essere solo osservata indirettamente; orbitando intorno alla loro stella madre, i pianeti si muovono velocemente a causa del loro campo gravitazionale.

In tal modo la stella sembrerà a volte avvicinarsi leggermente alla Terra, altre volte, invece, sembrerà allontanarsi. Nel primo caso, le sue onde luminose si comprimeranno aumentando la loro frequenza e determinando uno spostamento verso il blu.

Nel secondo caso, le onde luminose si dilateranno diminuendo la frequenza e provocando uno spostamento verso il rosso. Entrambi gli spostamenti sono dovuti all'effetto Doppler e aiutano lo a individuare un pianeta, ma anche a stabilire il limite inferiore della sua massa.

«Quando abbiamo scoperto la variazione nella velocità radiale di TW Hydrae, abbiamo anche riscontrato cambiamenti periodici che indicavano la presenza di un compagno planetario e che non potevano provenire dalle macchie stellari», ricorda Johny Setiawan dell'istituto MPIA. La variazione della velocità radiale dovuta alle macchie stellari avviene a intervalli irregolari e più brevi.

Anche se «il metodo RV rimane la tecnica più efficace per individuare gli esopianeti», altri metodi sono attualmente in fase di sviluppo da parte dell'MPIA e di altri istituti, attraverso l'utilizzo dell'imaging diretto, misurando il moto apparente di una stella con l'astrometria o i cambiamenti nella luminosità di una stella quando un pianeta transita di fronte alla sua stella centrale (fotometria di transito).

Lescienze