Cosa hanno in comune UX Tauri, RW Aurigae, AS 205, Z CMajoris e FU Orionis? Sono giovani sistemi stellari con dischi in cui potrebbero formarsi i pianeti. Sembra che quei dischi siano stati disturbati da sorvoli stellari o altri incontri ravvicinati nel recente passato. Gli astronomi vogliono sapere:quegli eventi hanno interrotto la formazione dei pianeti nei dischi? Cosa fanno? Succede in altri sistemi? E il nostro sistema solare ha vissuto uno strano incontro nella sua giovinezza?

Alcune risposte si trovano in uno studio condotto dall'astronomo Nicolás Cuello dell'Università di Grenoble Alpes, a capo di un team che studia il ruolo dei sorvoli stellari. In un recente articolo, discutono dei processi a cui sono sottoposti questi sistemi. Hanno esaminato le possibilità che un determinato disco subisse un sorvolo/incontro e hanno classificato i tipi di incontro. Il team ha anche studiato una serie di dischi per capire cosa succede durante ogni tipo di incontro e ha esaminato le implicazioni dei passaggi ravvicinati per la formazione di pianeti in altri sistemi. Infine, hanno esaminato i possibili indizi di un sorvolo che il nostro sistema solare potrebbe aver subito.

Tutto inizia quando la nascita delle stelle avviene in nubi di gas e polvere. Il processo crea lotti di stelle giovani e calde raggruppate insieme. Nel tempo, alcuni di questi cluster si dissolvono. Quando le stelle lasciano il nido, possono passare vicino ad altri sistemi, causando interruzioni ai dischi di formazione dei pianeti. Cuello e il suo team sono giunti alla conclusione che gli incontri ravvicinati susciteranno o addirittura interromperanno questi dischi a un certo punto della loro evoluzione.

"I sorvoli e gli incontri stellari accadono più frequentemente di quanto si pensasse in precedenza", ha detto Cuello in una discussione via e-mail. "Probabilmente accadono quando le stelle sono molto giovani (meno di un milione di anni) e hanno dischi intorno a formare pianeti. Questi dischi sono pesantemente influenzati dalla perturbazione gravitazionale delle stelle vicine, che modifica le condizioni iniziali all'inizio della formazione del pianeta. Questo ecco perché deve essere preso in considerazione nei nostri modelli."

I sorvoli non sono terribilmente rari, secondo Cuello. "Direi che almeno la metà delle stelle e dei loro dischi sono influenzati / modellati dai sorvoli", ha detto. "Un aspetto importante da evidenziare è che la probabilità di tali perturbazioni diminuisce nel tempo ma non va mai a zero. Quindi, anche le stelle più evolute (con sistemi planetari intorno) possono sperimentare un sorvolo durante la loro vita. In tal caso, alcuni pianeti potrebbero finiscono su orbite disallineate rispetto al resto del sistema planetario o addirittura vengono catturati dalla stella perturbatrice."

Quanti danni può fare un sorvolo stellare?

Nelle tipiche regioni di formazione stellare, le distanze contano. La maggior parte delle stelle con dischi protoplanetari sperimenta passaggi ravvicinati, quelli entro mille unità astronomiche. Ciò equivale a circa la metà della distanza dal sole alla nuvola di Oort nel nostro sistema solare. Alcuni di questi incontri possono davvero disturbare un disco. Ad esempio, se una stella intrusa viaggia in direzione progrado, in un'orbita parabolica che penetra nel disco, può causare abbastanza danni da alterare la forma del disco. A volte il danno da parte di un intruso provoca la formazione di un secondo disco di materiale.

Questo è, infatti, ciò che sta accadendo con la star FU Orionis. Grazie a un passaggio ravvicinato stellare che si è schiantato attraverso il suo disco, FU Orionis sembra illuminarsi di un fattore mille in circa un anno. E tali interruzioni sono evidenti anche in altri giovani sistemi.

Durante alcuni incontri, il disco subisce quello che viene chiamato "troncamento di marea". Ciò può rimuovere fino all'80 percento della massa del disco. Ciò ha un effetto catastrofico sulla formazione dei pianeti perché l'incontro riduce la quantità di materiale necessaria per formare i protopianeti. Tali passaggi ravvicinati potrebbero anche creare trappole per la polvere. Teoricamente, quelli potrebbero essere luoghi in cui i planetesimi potrebbero crescere, con un tempo sufficiente.

In alcuni casi, un passaggio ravvicinato può disperdere i pianeti all'interno dei sistemi o addirittura espellere un pianeta. Quelli rimasti indietro potrebbero essere spostati in orbite che ricordano quelle di Plutone, eccentriche e disallineate con il piano del sistema. (Per essere chiari, la strana orbita di Plutone non è dovuta a un sorvolo. È più probabile che le influenze gravitazionali di Nettuno e di altri pianeti giganti abbiano modellato la sua strana orbita.)

Ricolli stellari e il nostro sistema solare

Il nostro sistema solare ha subito sorvoli stellari durante la sua formazione? È una possibilità che Cuello e i suoi colleghi esplorano nel loro articolo. Un tale incontro dentro o molto vicino alla nostra nuvola di nascita potrebbe aver plasmato la nebulosa solare. In definitiva ciò avrebbe avuto un'influenza sulla dimensione del disco e sulla sua massa. È difficile sapere quante volte ciò possa essere accaduto, ma è sorprendente che la nebulosa protosolare dove è nato il sole è stata lasciata in una forma abbastanza circolare e la maggior parte dei pianeti si muove su orbite abbastanza circolari e regolari.

Tuttavia, Cuello e il suo team hanno concluso che la disposizione orbitale del sistema solare potrebbe essere stata influenzata dalla distribuzione degli oggetti transnettuniani (la regione appena oltre Nettuno, dove orbita Plutone). È anche possibile che una o più stelle siano passate attraverso e abbiano interrotto la Nube di Oort. Gli astronomi hanno trovato alcuni candidati che stanno studiando per vedere se questa ipotesi funziona.

Certamente, il nostro sistema solare ha sperimentato altri incontri più recenti nel corso della sua lunga storia. Si pensa che la stella di Scholz, ad esempio, sia passata attraverso la nuvola di Oort circa 70.000 anni fa. Attualmente, questa stella binaria si trova a circa 22 anni luce da noi. Il passaggio non sembrava influenzare le orbite di nessuno dei pianeti, ma probabilmente ha avuto un effetto molto piccolo sul numero di oggetti della Nube di Oort espulsi in orbite di lungo periodo attorno al sole. Tuttavia, rimane un utile esempio dell'effetto che una stella di passaggio può avere su un sistema planetario o su un disco protoplanetario. + Esplora ulteriormente

L'incontro ravvicinato più di 10.000 anni fa ha suscitato spirali nel disco di accrescimento