La linea di neve svela come nasce un sistema planetario
Il telescopio Alma ha osservato per la prima volta una “snow line” o linea di neve, la linea immaginaria di un sistema protoplanetario intorno ad una giovane stella. Oltre quella linea l’acqua diventa ghiaccio e permette l’aggregamento delle polveri che andranno a formare i pianeti giganti come Giove o Saturno.
SCOPERTE – Un disco di gas e polveri circonda le giovani stelle e costituisce il disco protoplanetario, cioè quella culla in cui si formeranno i pianeti del nuovo sistema. In questo disco esiste una linea, chiamata linea di neve, dove la temperatura e la pressione esercitata dalla stella permette all’acqua di trasformarsi in ghiaccio e creano le condizioni per la formazione di un nuovo pianeta. Normalmente la linea di neve si trova ad una distanza di 3 unità astronomiche, circa 450 milioni di chilometri, dalla stella intorno a cui orbiteranno i neonati pianeti. Nel caso di V883 Orionis, la giovane stella osservata grazie al telescopio ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Cile, questa linea si trova invece a 40 unità astronomiche dalla stella, circa 6 miliardi di chilometri, che è pari alla distanza del pianeta nano Plutone dal Sole nel nostro Sistema Solare.
Si tratta di un risultato decisamente inaspettato per i ricercatori guidati da Lucas Cieza, astronomo alla Diego Portales University di Santiago, che ha offerto agli astronomi la possibilità di osservare una water line snow, o linea di neve dell’acqua, a una distanza ben maggiore rispetto a quelle fino a oggi conosciute. La linea di neve immaginaria del Sistema Solare d’altronde si trova tra Marte e Giove, a una distanza di circa 3 unità astronomiche, nella regione oggi conosciuta come fascia degli asteroidi.
All’interno della linea di neve, l’acqua si trova allo stato di vapore ed è più probabile la formazione di piccoli pianeti rocciosi, come per esempio la Terra. Al di fuori della linea, la presenza di acqua sotto forma di ghiaccio facilita la formazione di palle di neve cosmiche, costituite da ghiaccio e polveri, che aggregandosi possono dare vita a pianeti massivi e gassosi, proprio come il nostro Giove. Lo studio pubblicato su Nature riguarda la stella V883 Orionis, situata a circa 1350 anni luce dalla Terra nella Nebulosa di Orione, che ha una massa del 30% superiore a quella del Sole ed è circa 400 volte più luminosa.
“Le osservazioni di ALMA ci hanno sorpreso”, ha spiegato Cieza in un comunicato, “perché stavamo cercando dei dischi di frammentazione relativi alla formazione di pianeti. Invece quello che abbiamo trovato è una linea di neve che si trova a circa 40 unità astronomiche dalla stella. Un risultato che ci dimostra quali sono le potenzialità di ALMA, che ci ha permesso di individuare qualcosa di nuovo e di totalmente inaspettato”.
L’idea della neve che orbita nello spazio è fondamentale per capire come si forma un pianeta. La presenza di acqua ghiacciata infatti regola l’efficienza di coagulazione dei grani di polvere, che rappresentano il primo passo nella formazione del pianeta. “La distribuzione di acqua ghiacciata intorno alla giovane stella è fondamentale per la formazione planetaria e anche per lo sviluppo della vita sulla Terra”, ha commentato Zhaohuan Zhu, co-autore dello studio e astronomo della Princeton University. “Le osservazioni di ALMA fanno luce su come e dove questo avviene nei dischi protoplanetari quando un giovane pianeta si sta ancora formando. Ora abbiamo la prova diretta che esiste una regione ghiacciata dove la formazione dei pianeti è favorita anche nelle altre stelle. Dato che il ghiaccio di acqua è più abbondante della polvere al di fuori della linea di neve, i pianeti riescono ad aggregare materiale solido e diventare più grandi in minor tempo. In questo modo pianeti giganti come Giove o Saturno si possono formare prima che il disco protoplanetario si sia esaurito”.
Una prima prova diretta di come la linea di neve influenzi i dischi protoplanetari e “decida” la natura del pianeta neonato. Una scoperta inaspettata che si deve ad ALMA, che giorno dopo giorno si rivela un nuovo e potente strumento per studiare il cielo e, questa volta, pone le basi per la comprensione della formazione e dell’evoluzione di un sistema planetario.
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