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    Gli astronomi trovano prove che i pianeti iniziano a formarsi mentre le stelle neonate stanno ancora crescendo

    La densa regione L1709 della Nube Molecolare di Ofiuco, mappato dal telescopio spaziale Herschel, che circonda e alimenta materiale al molto più piccolo IRS 63 proto-stella e disco di formazione di pianeti (posizione contrassegnata dalla croce nera). Credito:MPE/D. Segura-Cox, Dati Herschel da ESA/Herschel/SPIRE/PACS/D. arzoumaniano

    Gli astronomi hanno trovato prove convincenti che i pianeti iniziano a formarsi mentre le stelle nascenti sono ancora in crescita. L'immagine ad alta risoluzione ottenuta con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostra un giovane disco proto-stellare con molteplici lacune e anelli di polvere. Questo nuovo risultato, appena pubblicato in Natura , mostra l'esempio più giovane e dettagliato di anelli di polvere che agiscono come culle cosmiche, dove si formano e prendono piede i semi dei pianeti.

    Un team internazionale di scienziati guidato da Dominique Segura-Cox presso l'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre (MPE) in Germania ha preso di mira la protostella IRS 63 con l'osservatorio radio ALMA. Questo sistema si trova a 470 anni luce dalla Terra e si trova in profondità all'interno della densa nube interstellare L1709 nella costellazione dell'Ofiuco. Proto-stelle giovani come IRS 63 sono ancora avvolte in una grande e massiccia coltre di gas e polvere chiamata busta, e la proto-stella e il disco si alimentano da questo serbatoio di materiale.

    Nei sistemi più vecchi di 1, 000, 000 anni, dopo che le protostelle hanno finito di raccogliere la maggior parte della loro massa, anelli di polvere sono stati precedentemente rilevati in gran numero. L'IRS 63 è diverso:sotto i 500, 000 anni, ha meno della metà dell'età di altre giovani stelle con anelli di polvere e la protostella crescerà ancora in modo significativo in massa. "Gli anelli nel disco intorno all'IRS 63 sono così giovani, " sottolinea Segura-Cox. "Pensavamo che le stelle entrassero prima nell'età adulta e poi fossero le madri dei pianeti che sono venuti dopo. Ma ora vediamo che proto-stelle e pianeti crescono ed evolvono insieme fin dai primi tempi, come fratelli».

    L'immagine ALMA dei giovani anelli di polvere che formano pianeti che circondano la protostella IRS 63, che è inferiore a 500, 000 anni. Credito:MPE/D. Segura-Cox

    I pianeti affrontano alcuni seri ostacoli durante le loro prime fasi di formazione. Devono crescere da minuscole particelle di polvere, più piccolo della polvere domestica qui sulla Terra. "Gli anelli nel disco dell'IRS 63 sono vasti ammassi di polvere, pronti a combinarsi in pianeti, " osserva la coautrice Anika Schmiedeke di MPE. Tuttavia, anche dopo che la polvere si è aggregata per formare un embrione di pianeta, il pianeta ancora in formazione potrebbe scomparire con una spirale verso l'interno ed essere consumato dalla protostella centrale. Se i pianeti iniziano a formarsi molto presto e a grandi distanze dalla protostella, potrebbero sopravvivere meglio a questo processo.

    Gli anelli e le lacune nel disco di polvere dell'IRS 63 rispetto a uno schizzo delle orbite nel nostro sistema solare alla stessa scala e orientamento del disco dell'IRS 63. Le posizioni degli anelli sono simili alle posizioni degli oggetti nel nostro Sistema Solare, con l'anello interno delle dimensioni dell'orbita di Nettuno e l'anello esterno un po' più grande dell'orbita di Plutone. Credito:MPE/D. Segura-Cox

    Il team di ricercatori ha scoperto che ci sono circa 0,5 masse di polvere di Giove nel giovane disco di IRS 63 a più di 20 au dal suo centro (a una distanza simile all'orbita di Urano nel nostro sistema solare). Questo non conta la quantità di gas, che potrebbe aggiungere fino a 100 volte più materiale. Ci vogliono almeno 0,03 masse di Giove di materiale solido per formare un nucleo planetario che accumulerà gas in modo efficiente e crescerà per formare un gigantesco pianeta gassoso. Il membro del team Jaime Pineda di MPE aggiunge, "Questi risultati mostrano che dobbiamo concentrarci sui sistemi più giovani per comprendere veramente la formazione del pianeta". Per esempio, ci sono prove crescenti che Giove potrebbe essersi effettivamente formato molto più lontano nel Sistema Solare, oltre l'orbita di Nettuno, e poi migrato verso l'interno nella sua posizione attuale. Allo stesso modo, la polvere che circonda l'IRS 63 mostra che c'è abbastanza materiale lontano dalla proto-stella e in una fase abbastanza giovane da consentire a questo analogo del sistema solare di formare pianeti nel modo in cui si sospetta si sia formato Giove.

    "La dimensione del disco è molto simile al nostro Sistema Solare, " Spiega Segura-Cox. "Anche la massa della proto-stella è solo un po' inferiore a quella del nostro Sole. Studiare dischi così giovani che formano pianeti attorno a proto-stelle può darci importanti spunti sulle nostre origini».


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