Una nuvola di detriti cosmici individuata attorno ad una stella di 10 milioni di anni

[appbox snapcraft ]In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal, un team di astronomi guidati da Kate Su dell’Università dell’Arizona, mostra di aver individuato e misurato una gigantesca nuvola di detriti cosmici creata dallo scontro di due corpi celesti.

La maggior parte dei pianeti rocciosi e dei satelliti nel nostro sistema solare sono stati formati o modellati da massicce collisioni all’inizio della storia del sistema solare, proprio come è avvenuto per la Terra e la sua Luna.

Fino al momento del suo pensionamento il telescopio spaziale Spitzer della NASA ha individuato diverse prove di questo tipo di collisioni attorno a giovani stelle dove giovani pianeti rocciosi sono in formazione. Ma le passate osservazioni dello Spitzer, non hanno fornito molti dettagli su questi catastrofici scontri cosmici, ad esempio non abbiamo mai individuato le dimensioni degli oggetti coinvolti.

La prima osservazione diretta di uno scontro cosmico in un sistema solare in formazione?

In questa nuova ricerca gli astronomi hanno riportato le prime osservazioni di una nuvola di detriti nata proprio da una di queste collisioni. La gigantesca nuvola di detriti spaziali è stata osservata con il metodo del transito, dunque mentre oscurava brevemente la sua stella passando tra noi e lei.

Unendo le osservazioni relative al transito con la conoscenza delle dimensioni e della luminosità della stella, i ricercatori sono riusciti a stabilire le dimensioni della nuvola di detriti cosmici subito dopo la sua creazione, ovvero subito dopo l’impatto cosmico che l’ha creata. Inoltre il team di astronomi è riuscito anche a stimare le dimensioni degli oggetti che si sono scontrati e la velocità con cui la nuvola di detriti cosmici si è dispersa nel cosmo.

Anni di osservazioni ci hanno regalato una nuvola di detriti cosmici

Per giungere a questi risultati il team guidato da Su ha iniziato a fare osservazioni di routine, a partire dal 2015, di una stella relativamente giovane, nata 10 milioni di anni fa, chiamata HD 166191. In questo primo periodo della vita di una stella, la polvere rimasta dalla sua formazione si è aggregata per formare corpi rocciosi chiamati planetesimi, i semi di futuri pianeti. Quando il gas che prima riempiva lo spazio tra tutti questi oggetti si è disperso, le collisioni catastrofiche hanno iniziano a diventare un evento comune.

Per questo i ricercatori hanno condotto più di 100 osservazioni del sistema tra il 2015 e il 2019, utilizzando lo Spitzer, nel tentativo di individuare una di queste collisioni. Ed è stato a metà del 2018 che sono giunti i primi risultati significativi. Il telescopio spaziale ha visto il sistema HD 166191 diventare significativamente più luminoso, suggerendo un aumento della produzione di detriti.

Nello stesso periodo lo stesso Spitzer ha rilevato una nuvola di detriti che bloccava la luce della stella. Combinando le osservazioni dello Spitzer con le osservazioni dei telescopi a terra, il team ha potuto dedurre le dimensioni e la forma della nuvola di detriti.

La gigantesca nuvola nata dallo scontro di due pianeti nani

In base a queste osservazioni il team ha dedotto che la nuvola di detriti cosmici avesse una forma molto allungata e si estendeva per un’area delle dimensioni di almeno tre volte quelle della sua stella. Ma, basandosi sulle osservazioni dello Spitzer, sembrerebbe che solo una piccola parte della nuvola di detriti sia passata davanti alla stella e che i detriti prodotti da questo evento di collisione potrebbero coprire un’area centinaia di volte più grande di quella della stella.

Per generare una nuvola così grande, gli oggetti che hanno dato vita alla collisione dovevano avere probabilmente le dimensioni di pianeti nani. Lo scontro iniziale ha generato abbastanza energia e calore per vaporizzare parte del materiale ed ha innescato una reazione a catena di impatti tra i frammenti formati della collisione primaria e altri piccoli corpi nel sistema stellare, che probabilmente hanno creato la quantità significativa di polvere osservata dallo Spitzer.

Gli astronomi hanno inoltre determinato che l’enorme nuvola di polvere e detriti cosmici è cresciuta di dimensioni ed è diventata più traslucida, indicando che la polvere e i detriti si stavano rapidamente disperdendo nel giovane sistema stellare. Nel 2019 infatti, la nuvola non era più visibile, ma il sistema stellare conteneva il doppio della polvere rispetto alle osservazioni precedenti all’individuazione dell’enorme nuvola.

Un passo in avanti per la conoscenza della formazione di pianeti rocciosi

Questo tipo di osservazioni e scoperte sono davvero importanti per la nostra comprensione della nascita di sistemi planetari e dei pianeti rocciosi come il nostro. Come afferma infatti Su, “osservando i dischi di detriti polverosi attorno alle giovani stelle, possiamo essenzialmente guardare indietro nel tempo e vedere i processi che potrebbero aver modellato il nostro sistema solare. Osservando l’esito delle collisioni in questi sistemi, potremmo anche avere un’idea migliore della frequenza con cui si formano pianeti rocciosi attorno ad altre stelle”.

Ph. Credit: NASA / JPL CalTech