Nel loro lungo viaggio per formare pianeti, i grani di polvere possono fondersi tra loro molto prima di quanto si pensasse in precedenza, le simulazioni degli astrofisici RIKEN suggeriscono1. Questo può significare rivisitare le teorie convenzionali sulla formazione dei pianeti.

I pianeti massicci iniziano la vita come granelli di polvere che sono troppo minuscoli per essere osservati dall'occhio umano. "Pianeti come la Terra che hanno un diametro di migliaia di chilometri si sono evoluti da particelle submicroniche di polvere interstellare:è un bel salto di scala, " osserva Satoshi Ohashi del RIKEN Star and Planet Formation Laboratory. "Siamo interessati a scoprire come i granelli di polvere si uniscono per formare oggetti delle dimensioni di migliaia di chilometri".

I pianeti nascono da dischi protoplanetari, dischi vorticosi di gas e polvere attorno a nuove stelle. In questi dischi sono state osservate strutture ad anello, e si pensa che gli anelli si uniscano in strutture sempre più grandi nel tempo, portando infine alla formazione di pianeti. Ma molto rimane sconosciuto sul processo.

Ora, Ohashi e i suoi collaboratori hanno studiato un possibile scenario per la formazione di questi anelli eseguendo simulazioni al computer. I risultati ottenuti indicano che la polvere può aggregarsi in particelle più grandi durante la fase protostellare, mentre la stella stessa si sta ancora formando e molto prima di quanto previsto dalle attuali teorie sulla formazione dei pianeti. "Abbiamo scoperto che le strutture ad anello sono emerse anche nelle prime fasi della formazione del disco, " dice Ohashi. "Questo suggerisce che i granelli di polvere potrebbero diventare più grandi prima di quanto avessimo pensato in precedenza."

Questa è una scoperta inaspettata perché il disco di polvere è ancora in uno stato di notevole flusso durante lo stadio protostellare, un luogo difficilmente promettente per l'agglomerazione della polvere. "È davvero sorprendente perché durante la formazione del pianeta i grani di polvere dovrebbero rimanere nel disco, ma il materiale sta ancora cadendo nella stella centrale durante la fase protostellare, " dice Ohashi. "Quindi stiamo pensando che la formazione del pianeta potrebbe essere un processo altamente dinamico".

Il team ha trovato un buon accordo tra i risultati della simulazione e le osservazioni di 23 strutture ad anello nei dischi dell'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile e di altri telescopi. I loro risultati potrebbero anche spiegare la recente osservazione di anelli nei dischi protostellari. "Recenti osservazioni di ALMA hanno trovato almeno quattro strutture ad anello nei dischi protostellari, che sono coerenti con le nostre simulazioni, " nota Ohashi.

Nel futuro, il team spera di ottenere immagini di strutture ad anello attorno a dischi protoplanetari in più lunghezze d'onda, poiché ciò consentirebbe loro di confrontare meglio la loro simulazione con le osservazioni.