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Il telescopio spaziale James Webb della NASA sta offrendo agli astronomi uno sguardo ravvicinato su scontri planetari di enorme violenza, simili a quello che secondo gli scienziati avrebbe dato origine alla Luna. Al centro dello studio ci sono 21 rari dischi di detriti estremi attorno a stelle giovani, la cui polvere permette di ricostruire la portata e l’intensità delle collisioni planetarie avvenute al loro interno. Il lavoro è stato pubblicato il primo ottobre.
Per capire perché la scoperta interessa così tanto bisogna tornare agli albori del Sistema solare. Gli scienziati ritengono che uno degli eventi più importanti di quell’epoca sia stato l’impatto tra la giovane Terra e un corpo grande quanto Marte chiamato Theia. Lo scontro avrebbe vaporizzato quantità enormi di roccia scagliando materiale nello spazio, e parte di quei frammenti si sarebbe poi aggregata fino a formare la Luna, proprio dove il programma Artemis sta riportando gli esseri umani. Osservare sistemi giovani alle prese con eventi altrettanto violenti consente oggi di stimarne l’energia e di capire meglio come nascono e si evolvono i pianeti rocciosi.
Una categoria rara che Webb ha studiato da vicino
Il materiale che avvolge una stella cambia parecchio nel tempo. All’inizio c’è un disco protoplanetario ricco di gas dove possono formarsi i pianeti, poi con la maturità del sistema quell’ambiente diventa un disco di detriti povero di gas. Durante i suoi anni di attività il telescopio Spitzer, oggi ritirato, aveva individuato una tipologia insolita di questi dischi, quella appunto dei dischi di detriti estremi. Sono sistemi con quantità eccezionali di polvere calda vicino alla stella, più o meno nella regione in cui nel nostro Sistema solare orbitano i pianeti rocciosi.
I modelli teorici li descrivono come relativamente comuni ma le osservazioni raccontano altro. Solo l’1% circa delle stelle giovani mostra segni visibili di questa fase, che forse ha attraversato anche il nostro sistema durante la sua formazione. Il gruppo guidato da Kate Su dello Space Science Institute di Boulder, in Colorado, è comunque riuscito a riunire un campione di 21 dischi. Cinque arrivano dagli archivi di Spitzer e 16 sono stati osservati con Webb, di cui 12 per la prima volta e quattro come nuove osservazioni di sistemi già studiati. «È la prima volta che raccogliamo abbastanza sistemi per comprendere davvero questa sottoclasse» ha spiegato Su, ricordando che prima di Webb si sapeva soltanto che erano strani e molto diversi dai classici dischi freddi come quelli di Vega e Fomalhaut.
La silice come indizio della violenza degli impatti
La ricerca conferma tre tratti distintivi di questi oggetti. I granelli di polvere sono più piccoli rispetto a quelli dei dischi tipici, la concentrazione di polvere calda è insolitamente alta e la luminosità varia in modo irregolare nel tempo. Tutto questo è emerso dagli spettri nel medio infrarosso raccolti da Webb e Spitzer. Analizzando i minerali, i ricercatori hanno poi diviso i sistemi in due famiglie, quelli ricchi di silice e quelli poveri. Sulla Terra un esempio del primo tipo è il vetro vulcanico come l’ossidiana, mentre la forsterite, povera di silice, si riconosce nei granelli di sabbia verde di alcune spiagge delle Hawaii. Per Agnes Kospal del Konkoly Observatory di Budapest, coautrice dello studio, non esiste un altro modo per osservare direttamente questi embrioni planetari perché sono troppo piccoli.
Circa un terzo dei dischi è ricco di silice e sarebbe nato da urti estremamente energetici tra corpi grandi quanto Marte, capaci di vaporizzare molta roccia. Gli altri due terzi derivano invece da impatti meno potenti, anche di striscio, tra oggetti delle dimensioni della Luna. C’è poi una differenza di età. I dischi ricchi di silice compaiono solo attorno a stelle con meno di 300 milioni di anni, mentre quelli poveri coprono un arco temporale molto più ampio e mostrano variazioni di luminosità più marcate, forse legate alla rapida evoluzione dei detriti appena prodotti tra cambi di orbita e nuovi scontri.
Le tracce dell’impatto che formò la Luna
Le simulazioni indicano che i pianeti terrestri dovrebbero nascere nelle prime centinaia di milioni di anni di vita di un sistema, un intervallo che coincide con l’età dei dischi ricchi di silice osservati finora. Il dato è compatibile anche con le stime secondo cui Terra e Luna si formarono circa 100 milioni di anni dopo il Sole. Quanto ai dischi poveri di silice più antichi, se le loro fluttuazioni dipendessero da instabilità orbitali lo schema sarebbe in linea con l’ipotesi del Grande bombardamento tardivo, secondo cui lo spostamento dei pianeti giganti scatenò collisioni catastrofiche e brevi fasi cariche di polvere. «Non ci aspettiamo sistemi ricchi di silice tra i dischi più vecchi» ha detto Attila Moor del Konkoly Observatory, precisando che nel campione solo tre dischi rientrano in quel criterio di età e che servirà osservarne altri per confermare l’ipotesi.
Fonte: TecnoAndroid
