I pianeti rocciosi possono formarsi anche in ambienti estremi

 

 

 

Un team internazionale di astronomi ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA per fornire la prima osservazione dell’acqua e di altre molecole nelle regioni interne di formazione dei pianeti rocciosi di un disco in uno degli ambienti più estremi della nostra galassia. Questi risultati suggeriscono che le condizioni per la formazione di pianeti rocciosi, che si trovano tipicamente nei dischi delle regioni di formazione stellare di piccola massa, possono verificarsi anche in regioni di formazione stellare massiccia e possibilmente in una gamma più ampia di ambienti.

 

 

Questi sono i primi risultati del programma eXtreme UV Environments (XUE) James Webb Space Telescope, che si concentra sulla caratterizzazione del disco di formazione planetaria in regioni di formazione stellare massiccia.

Queste regioni sono probabilmente rappresentative dell’ambiente in cui si è formata la maggior parte dei sistemi planetari.

Comprendere l’impatto dell’ambiente sulla formazione dei pianeti è importante per gli scienziati per ottenere informazioni sulla diversità delle popolazioni di esopianeti osservate.

Il programma XUE ha come obiettivo un totale di 15 dischi in tre aree della Nebulosa Aragosta (nota anche come NGC 6357), una grande nebulosa a emissione a circa 5500 anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione dello Scorpione.

La Nebulosa Aragosta è uno dei complessi di formazione stellare massiccia più giovani e vicini e ospita alcune delle stelle più massicce della nostra galassia.

Le stelle massicce sono più calde e quindi emettono più radiazioni ultraviolette (UV). Questo può disperdere il gas, rendendo la durata prevista del disco di un milione di anni.

Grazie a Webb, gli astronomi possono ora studiare l’effetto della radiazione UV sulle regioni rocciose interne di formazione dei pianeti dei dischi protoplanetari attorno a stelle come il nostro Sole.

“Webb è l’unico telescopio con la risoluzione spaziale e la sensibilità per studiare i dischi di formazione planetaria nelle regioni di formazione stellare massiccia”, ha detto il capo del team María Claudia Ramírez-Tannus del Max Planck Institute for Astronomy in Germania.

Gli astronomi mirano a caratterizzare le proprietà fisiche e la composizione chimica delle regioni rocciose di formazione planetaria dei dischi nella Nebulosa Aragosta utilizzando lo spettrometro a media risoluzione (MRS) di Webb del Mid-InfraRed Instrument (MIRI). Questo primo risultato si concentra sul disco protoplanetario denominato XUE 1, che si trova nell’ammasso stellare Pismis 24.

“Solo la gamma di lunghezze d’onda MIRI e la risoluzione spettrale ci permettono di sondare l’inventario molecolare e le condizioni fisiche del gas caldo e della polvere dove si formano i pianeti rocciosi”, ha detto il membro del team Arjan Bik dell’Università di Stoccolma in Svezia.

A causa della sua posizione vicino a diverse stelle massicce in NGC6357, gli scienziati si aspettano che XUE 1 sia stata costantemente esposta a un elevato campo di radiazioni ultraviolette per tutta la sua vita.

Tuttavia, in questo ambiente estremo, il team ha ancora rilevato una serie di molecole che sono gli elementi costitutivi dei pianeti rocciosi.

“Abbiamo scoperto che il disco interno intorno a XUE 1 è notevolmente simile a quelli delle vicine regioni di formazione stellare”, ha detto il membro del team Rens Waters della Radboud University nei Paesi Bassi. “Abbiamo rilevato acqua e altre molecole come monossido di carbonio, anidride carbonica, acido cianidrico e acetilene. Tuttavia, l’emissione rilevata è stata più debole di quanto previsto da alcuni modelli. Questo potrebbe implicare un piccolo raggio del disco esterno”.

“Siamo rimasti sorpresi ed entusiasti perché questa è la prima volta che queste molecole sono state rilevate in condizioni così estreme”, ha aggiunto Lars Cuijpers della Radboud University.

Il team ha anche trovato una piccola polvere di silicato parzialmente cristallina sulla superficie del disco. Questi sono considerati gli elementi costitutivi dei pianeti rocciosi.

Questi risultati sono una buona notizia per la formazione dei pianeti rocciosi, poiché il team scientifico ha scoperto che le condizioni nel disco interno assomigliano a quelle che si trovano nei dischi ben studiati situati nelle vicine regioni di formazione stellare, dove si formano solo stelle di piccola massa.

Ciò suggerisce che i pianeti rocciosi possono formarsi in una gamma molto più ampia di ambienti di quanto si credesse in precedenza.

Il team osserva che le restanti osservazioni del programma XUE sono cruciali per stabilire la comunanza di queste condizioni.

“XUE1 ci mostra che ci sono le condizioni per formare pianeti rocciosi, quindi il prossimo passo è verificare quanto sia comune”, dice Ramírez-Tannus. “Osserveremo altri dischi nella stessa regione per determinare la frequenza con cui queste condizioni possono essere osservate”.