‎Utilizzando i dati radio dell’osservatorio ALMA gli astronomi sono riusciti a determinare la massa di una potenziale “fabbrica di pianeti”, il disco protoplanetario attorno alla stella GM Aurigae. ‎

 

‎Pianeti come la nostra Terra si formano nei cosiddetti dischi protoplanetari: giganteschi dischi di gas e polvere che circondano giovani stelle. Negli ultimi decenni, gli astronomi sono stati in grado di osservare tali dischi in modo sempre più dettagliato.

Un gruppo di astronomi guidati da Kamber Schwarz (MPIA e Università dell’Arizona), utilizzando l’osservatorio ALMA per osservare il disco intorno alla giovane stella GM Aurigae e combinando i dati dell’Herschel Space Observatory dell’ESA, ha trovato prove che una regione all’interno del disco ha iniziato a collassare per formare un gigantesco pianeta gassoso. Il disco e la sua stella (di appena due milioni di anni d’età e simile al Sole) sono a poco più di 500 anni luce da noi.

‎”Con ALMA siamo stati in grado di vedere come le molecole sono distribuite dove gli esopianeti si stanno attualmente assemblando”. I risultati sono stati pubblicati come parte di un’edizione speciale ‎‎dell’Astrophysical Journal Supplement‎‎ con un totale di 20 articoli sui risultati di MAPS.‎

‎Una caratteristica chiave nel determinare se una massa protoplanetaria è instabile e inizierà a formare pianeti, è la massa del disco, composto in maggior parte da molecole di idrogeno, H‎2‎. Ma tali molecole sono notoriamente difficili da rilevare: alle temperature relativamente basse di un disco protoplanetario, non emettono praticamente alcuna radiazione.‎

‎In tali situazioni, gli astronomi cercano di trovare molecole che possono essere osservate dalla loro radiazione caratteristica e si trovano tipicamente in compagnia dell’idrogeno molecolare. Quando si osserva la presenza e la quantità di tali molecole, è possibile stimare la presenza e la quantità di idrogeno molecolare. In questo caso gli astronomi hanno cercato una molecola insolita, il deuteruro di idrogeno(HD). HD è una molecola costituita da un normale atomo di idrogeno (il cui nucleo è un singolo protone) e un atomo di idrogeno pesante – Deuterio (che ha un protone e un neutrone come nucleo).‎

HD può essere rilevato nel lontano infrarosso, utilizzando la radiazione che la molecola emette quando cambia tra due diversi stati di rotazione. Per il disco intorno a GM Aurigae, l’Herschel Space Observatory dell’ESA, specializzato in osservazioni nel lontano infrarosso e submillimetriche, aveva già osservato questa caratteristica radiazione HD.‎

‎Si è quindi stimato tramite queste osservazioni che il disco ha una massa pari al 20% di quella del Sole, un valore sorprendentemente grande. Il disco è anche relativamente freddo, con il 32% della massa più fredda di 20 Kelvin (20 gradi Celsius sopra lo zero assoluto).

Gli astronomi sono stati anche in grado di mostrare che mentre la maggior parte delle regioni del disco sono stabili,  entro una certa distanza dalla stella centrale – tra 70 e 100 volte la distanza Terra-Sole – il disco sembra essere sull’orlo del collasso.

‎Questo indica che la produzione di pianeti potrebbe essere già iniziata, con la genesi di un pianeta gassoso gigante come Giove.‎

 

Crediti: M.Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

 

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