La teoria, pubblicata negli avvisi mensili della Royal Astronomical Society, spiega i misteri di lunga data che circondano la storia chimica e la struttura del sistema solare, inclusa la presenza di isotopi rari nei meteoriti e l'esistenza di planetesimi ricchi di acqua.
Gli astronomi hanno modellato le condizioni necessarie per la formazione dei planetesimi – i piccoli corpi rocciosi o ghiacciati che alla fine formano i pianeti – attorno a una stella gigante, con una massa circa due volte quella del Sole. Hanno scoperto che il materiale che cade sul disco dallo spazio interstellare potrebbe arricchirsi notevolmente di isotopi rari attraverso un processo noto come fotodisintegrazione, in cui la radiazione ad alta energia proveniente dalla stella viene assorbita da elementi che provocano il rilascio di protoni.
Questo arricchimento corrisponde alla composizione dei meteoriti che furono probabilmente trasportati sulla Terra primordiale da oltre Nettuno e successivamente riciclati nel mantello terrestre.
"I meteoriti sono le nostre capsule temporali per comprendere l'origine e l'evoluzione del sistema solare", ha affermato l'autrice principale Emily Mace, Ph.D. candidato al Dipartimento di Fisica e Astronomia.
"Questi rari isotopi ci permettono di tracciare il viaggio chimico del materiale dalla nascita del nostro sistema solare fino agli impatti dei meteoriti che depositarono materia ricca di acqua all'inizio della storia della Terra."
Un mistero che il modello delle stelle giganti risolve è l’esistenza di corpi ricchi di acqua come le comete oltre Nettuno. Nello scenario più convenzionale del sistema solare che si forma attorno a un giovane Sole, è difficile che le specie volatili come l’acqua si condensino all’interno del disco protoplanetario. Tuttavia, in un disco attorno a una stella gigante, il raffreddamento avviene così rapidamente che le sostanze volatili possono condensarsi oltre l’orbita di Nettuno per contribuire alla formazione di planetesimi e comete ricchi di acqua.
"La presenza di planetesimi ricchi di acqua a grandi distanze dal nostro Sole neonato è entusiasmante in quanto significa che la Terra non deve fare affidamento esclusivamente su fonti d'acqua locali, consentendo potenzialmente alla vita di sorgere prima di quanto si pensasse in precedenza", ha detto Mace.
Man mano che la stella invecchia e inizia a fondere elementi più pesanti, pulsa e perde massa rapidamente, trasformandosi infine in una nebulosa planetaria. L'intensa radiazione e il vento stellare provenienti da questa fase disperdono la maggior parte del gas rimanente all'interno del disco interno.
"Se ti trovassi sull'antica Terra durante questo periodo, potresti vedere intense aurore ultraviolette sopra i poli e una stella molto luminosa nel cielo notturno mentre la nostra stella ospite pulsa e muore", ha detto Mace.
Anche se le prove a sostegno dell’ipotesi della bolla rimangono sfuggenti, il team dell’Università di Rochester ritiene che le future missioni potrebbero ancora scoprire tracce della gigantesca stella progenitrice. Fino a quando non saranno disponibili grandi set di dati con misurazioni isotopiche di planetesimi distanti, la teoria continuerà ad evolversi attraverso modelli dettagliati e confronti con le osservazioni del sistema solare.
