Gli astronomi hanno catturato le immagini più nitide finora di 24 dischi di detriti in orbita attorno a stelle distanti, fornendo informazioni cruciali sulla fase caotica e di transizione tra la formazione dei pianeti e i sistemi esoplanetari maturi. Questi dischi sono resti di polvere e planetesimi rimasti dopo la formazione dei pianeti, essenzialmente gli equivalenti extrasolari delle nostre fasce di asteroidi e di Kuiper.
L’anello mancante nell’evoluzione planetaria
Per anni, gli scienziati hanno studiato sia le prime fasi della formazione dei pianeti (dischi protoplanetari) sia i sistemi esoplanetari completamente sviluppati. I dischi di detriti colmano una lacuna critica: gli “anni dell’adolescenza” di un sistema solare, quando i pianeti si stanno assestando su orbite stabili, le collisioni sono ancora comuni e la struttura complessiva viene modellata dalle forze gravitazionali.
I dischi di detriti sono deboli, il che li rende difficili da osservare. Tuttavia, utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un team guidato da Meredith Hughes della Wesleyan University ha superato queste sfide, producendo immagini ad alta risoluzione come parte dell’indagine ALMA per risolvere le sottostrutture della cintura exoKuiper (ARKS).
Diverse strutture rivelano storie dinamiche
Le osservazioni rivelano una notevole diversità tra questi dischi. Non sono solo semplici anelli come quelli visti a volte attorno alle stelle più giovani. Molti invece esibiscono:
- Anelli multipli e spazi vuoti, che suggeriscono la presenza di pianeti che hanno scolpito il disco nel tempo.
- Strutture simili ad aloni, potenzialmente causate da gas persistente o interazioni gravitazionali.
- Forme asimmetriche, che suggeriscono collisioni in corso o l’influenza di pianeti invisibili.
Circa un terzo dei dischi mostra sottostrutture chiare, il che significa che i dischi non sono lisci, ma contengono resti di fasi precedenti di costruzione del pianeta. Alcuni dischi appaiono calmi e sparsi, mentre altri sono caotici e gonfi, riecheggiando il mix di oggetti stabili e sparsi nel nostro Sistema Solare.
Ritenzione di gas ed evoluzione continua
In particolare, diversi dischi trattengono il gas molto più a lungo del previsto, una scoperta che potrebbe influenzare la chimica di eventuali pianeti ancora in formazione al loro interno. Il team ha anche scoperto che molti dischi sono sbilenchi, suggerendo spinte gravitazionali provenienti da pianeti nascosti o cicatrici dovute a migrazioni planetarie passate.
“Questi dischi registrano un periodo in cui le orbite planetarie venivano confuse e enormi impatti… stavano dando forma a giovani sistemi solari”, ha detto Luca Matrà, astronomo del Trinity College di Dublino. L’indagine ARKS fornisce un nuovo standard di riferimento per lo studio dei dischi di detriti, consentendo agli scienziati di decodificare se la storia del nostro Sistema Solare fosse comune o unica.
Questa ricerca sottolinea la natura violenta e dinamica dell’evoluzione del sistema planetario. I risultati suggeriscono che la storia del Sistema Solare potrebbe non essere un’anomalia, ma piuttosto un risultato tipico dei complessi processi che seguono la formazione dei pianeti.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
