Genesi dei pianeti: fondamentale la loro posizione all’interno della galassia

5
1 Giugno 2020

La genesi dei pianeti è strettamente collegata alla loro posizione: ecco gli ultimi risultati del telescopio spaziale Hubble della NASA.

Come si formano i pianeti? Sembra proprio che la loro posizione all’interno della galassia sia di cruciale importanza.

Gli astronomi che usano il telescopio spaziale Hubble della NASA stanno scoprendo che i pianeti hanno difficoltà a formarsi nella regione centrale disordinata del massiccio ammasso stellare Westerlund 2.

Situato a 20.000 anni luce di distanza, Westerlund 2 è un laboratorio unico per studiare stellare processi evolutivi perché è relativamente vicino, abbastanza giovane e contiene una grande popolazione stellare.

Uno studio triennale di Hubble sulle stelle di Westerlund 2 ha rivelato che i precursori dei dischi che formano il pianeta che circondano le stelle vicino al centro del grappolo sono misteriosamente privi di grandi e dense nuvole di polvere che in pochi milioni di anni potrebbero diventare pianeti.

Tuttavia, le osservazioni mostrano che le stelle alla periferia del cluster hanno immense nuvole di polvere, in grado di formare pianeti, incorporate nei loro dischi.

I ricercatori pensano che il nostro sistema solare abbia seguito questa strada quando si è formato 4,6 miliardi di anni fa.

Allora perché alcune stelle in Westerlund 2 hanno difficoltà a formare pianeti mentre altre no?

Sembra che la formazione dei pianeti dipenda dalla posizione. Le stelle più massicce e luminose dell’ammasso si radunano nel nucleo, il che è verificato dalle osservazioni di altre regioni che formano le stelle. Il centro del cluster contiene almeno 30 stelle estremamente massicce, alcune delle quali pesano fino a 80 volte la massa del Sole.

La loro radiazione ultravioletta e i venti stellari simili a uragani di particelle cariche bruciano i dischi attorno alle stelle di massa inferiore vicine, disperdendo le gigantesche nuvole di polvere.

Fondamentalmente, se hai stelle mostruose, la loro energia cambierà le proprietà dei dischi attorno a stelle vicine e meno massicce. Potresti avere ancora un disco, ma le stelle cambiano la composizione della polvere nei dischi, quindi è più difficile creare strutture stabili che alla fine porteranno ai pianeti. Pensiamo che la polvere evapori via in 1 milione di anni, o cambi per composizione e dimensioni così drammaticamente che i pianeti non hanno i mattoni per costruire

ha spiegato Elena Sabbi, dello Space Telescope Science Institute di Baltimora e ricercatrice principale dello studio.

Le osservazioni di Hubble rappresentano la prima volta che gli astronomi hanno analizzato un ammasso stellare estremamente denso per studiare quali ambienti siano favorevoli alla formazione dei pianeti.

Gli scienziati, tuttavia, stanno ancora discutendo se le stelle voluminose nascano nel centro o se migrino lì. Westerlund 2 ha già enormi stelle nel suo nucleo, anche se è un sistema relativamente giovane, vecchio di 2 milioni di anni.

Usando la Wide Field Camera 3 di Hubble, i ricercatori hanno scoperto che delle quasi 5.000 stelle di Westerlund 2 con masse comprese tra 0,1 e 5 volte la massa del Sole, 1.500 di loro mostrano fluttuazioni nella loro luce mentre le stelle esprimono materiale dai loro dischi. Il materiale in orbita raggruppato all’interno del disco bloccherebbe temporaneamente parte della luce delle stelle, causando fluttuazioni di luminosità.

Tuttavia, Hubble ha rilevato la firma di tale materiale orbitante solo attorno alle stelle al di fuori della regione centrale del cluster. Il telescopio ha visto grandi cali di luminosità per 10-20 giorni circa il 5% delle stelle prima che tornassero alla luminosità normale. Non hanno rilevato questi cali di luminosità nelle stelle che risiedono entro quattro anni luce dal centro. Queste fluttuazioni potrebbero essere causate da grandi blocchi di polvere che passano davanti alla stella. I ciuffi si troverebbero in un disco inclinato quasi in avanti rispetto alla vista dalla Terra.

Pensiamo che siano strutture in formazione

ha spiegato Sabbi, che continua

questi potrebbero essere i semi che alla fine portano ai pianeti in sistemi più evoluti. Non vediamo questi sitemi vicino a stelle molto massicce. Li vediamo solo in sistemi al di fuori del centro.

Grazie a Hubble, gli astronomi possono ora vedere come le stelle si stanno accumulando in ambienti simili all’universo primordiale, dove i cluster erano dominati da stelle mostruose. Finora, l’ambiente stellare vicino più noto che contiene stelle massicce è la regione della Nebulosa di Orione. Tuttavia, Westerlund 2 è un obiettivo più ricco a causa della sua più ampia popolazione stellare.

Le osservazioni di Hubble su Westerlund 2 danno un’idea molto migliore di come le stelle di diverse masse cambiano nel tempo e di come i venti e le radiazioni potenti di stelle molto massicci influenzino le stelle delle masse vicine e i loro dischi. 

Le stelle di massa inferiore, come il nostro Sole, che sono vicine a stelle estremamente massicce hanno ancora dischi e possono ancora accumulare materiale man mano che crescono. Ma la struttura dei loro dischi (e quindi la loro capacità di formare pianeti) sembra essere molto diversa da quella dei dischi attorno alle stelle che si formano in un ambiente più calmo più lontano dal nucleo del grappolo. Queste informazioni sono importanti per costruire modelli di formazione del pianeta e di evoluzione stellare.

Questo cluster sarà un eccellente laboratorio per le osservazioni di follow-up con il prossimo James Webb Space Telescope della NASA, un osservatorio a infrarossi.

Hubble ha aiutato gli astronomi a identificare le stelle che hanno possibili strutture planetarie.

Con Webb, i ricercatori possono studiare quali dischi attorno alle stelle non accumulano materiale e quali dischi hanno ancora materiale che potrebbe accumularsi nei pianeti. Queste informazioni su 1.500 stelle consentiranno agli astronomi di mappare un percorso su come i sistemi stellari crescono ed evolvono. Webb può anche studiare la chimica dei dischi in diverse fasi evolutive e osservare come cambiano e aiutare gli astronomi a determinare quale influenza l’ambiente gioca nella loro evoluzione.

Il Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA, un altro osservatorio a infrarossi pianificato, sarà in grado di eseguire lo studio di Sabbi su un’area molto più ampia. Westerlund 2 è solo una piccola fetta di un’immensa regione di formazione stellare. Queste vaste regioni contengono gruppi di stelle con età e densità diverse. Gli astronomi potrebbero usare le osservazioni del telescopio spaziale romano per iniziare a costruire statistiche su come le caratteristiche di una stella, come la sua massa o deflussi, influenzano la propria evoluzione o la natura delle stelle che si formano nelle vicinanze.

Le osservazioni potrebbero anche fornire ulteriori informazioni su come i pianeti si formano in ambienti difficili.

 

 

Potrebbe interessarti:

 

 

 

Aree Tematiche
Astronomia News Scienze
Tag
lunedì 1 Giugno 2020 - 17:20
Edit
LN Panic Mode - Premi "P" per tornare a Lega Nerd