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La formazione dei pianeti sembra funzionare come una corsa contro il tempo, e le osservazioni del telescopio spaziale James Webb su 72 sistemi appena nati raccontano proprio questo: o i mondi riescono ad assemblarsi in fretta, oppure il materiale che serve a costruirli sparisce e la partita finisce lì. Non è una sfumatura da poco, perché ribalta l’idea di un processo lento e paziente, con la polvere che si aggrega con calma attorno a una stella giovane finché non nasce qualcosa di solido. La realtà osservata è parecchio più brusca.
Il punto chiave riguarda ciò che circonda le stelle appena formate. Attorno a ciascuna di esse ruota un disco di gas e polveri, i mattoni grezzi da cui in teoria dovrebbero prendere forma i futuri corpi planetari. Solo che quel materiale non se ne sta tranquillo ad aspettare. Getti, venti e lampi di radiazione lo aggrediscono, lo spingono verso l’esterno, lo disperdono nello spazio circostante. Quando il conto finale viene fatto, spesso resta poco o nulla su cui lavorare.
Getti, venti e luce che smontano i dischi
I getti sono flussi di materia espulsi a grande velocità dalle regioni interne dei sistemi in formazione, e agiscono come sfoghi violenti che sottraggono massa. I venti stellari, invece, lavorano in modo più diffuso, soffiando via il gas che dovrebbe restare a disposizione. Poi c’è la radiazione, quella luce intensa emessa dalle stelle giovani e dalle loro vicine più massicce, capace di scaldare ed erodere il disco fino a farlo evaporare. Tre meccanismi diversi, un unico effetto: i dischi protoplanetari si assottigliano molto prima di quanto molti modelli teorici avessero previsto.
È come se il cantiere venisse smantellato mentre le fondamenta sono ancora fresche. I materiali vengono portati via, il tempo utile si riduce, e quello che non si è aggregato in tempo semplicemente non si aggregherà mai. Da qui l’idea di una finestra di opportunità stretta, entro la quale i pianeti devono passare dallo stato di granelli di polvere a corpi abbastanza grandi da non farsi più spazzare via.
Perché contano 72 sistemi giovani osservati insieme
Studiare un singolo sistema in formazione può dire molto, ma resta un caso isolato, magari particolare, magari fuori norma. Guardarne 72 è tutta un’altra faccenda, perché permette di distinguere l’eccezione dalla regola. E la regola che emerge dalle osservazioni di JWST parla di ambienti tutt’altro che protetti, dove i processi distruttivi sono la normalità e non l’incidente occasionale.
Questo cambia il modo di ragionare sulla nascita dei sistemi planetari, incluso il nostro. Se il materiale si dissolve rapidamente, allora l’assemblaggio dei nuclei planetari deve avvenire in tempi compressi, con una efficienza notevole. I pianeti che riescono a formarsi sono, in un certo senso, quelli che hanno vinto la corsa. Gli altri restano allo stato di frammenti dispersi, mai diventati nulla.
C’è anche un risvolto pratico per la ricerca di mondi attorno ad altre stelle. Se la formazione planetaria dipende così tanto dalla velocità e dalle condizioni ambientali, la distribuzione dei pianeti nella galassia non può che riflettere queste differenze. Sistemi cresciuti in zone tranquille avrebbero avuto più margine, quelli immersi in regioni affollate e battute da radiazione intensa molto meno.
La capacità del telescopio spaziale James Webb di osservare nell’infrarosso permette di guardare dentro le nubi di polvere che avvolgono le stelle appena nate, là dove gli strumenti precedenti vedevano poco o niente. È così che il quadro si è fatto più nitido, mostrando dischi già impoveriti e processi di dispersione all’opera. I mattoni dei pianeti tendono a sparire prima di avere la possibilità di mettersi insieme.
