I pianeti si formano dai dischi di polveri e gas che circondano giovani stelle in formazione. Dischi protoplanetari, è così che gli astronomi chiamano queste “culle cosmiche”. Il loro studio è di fondamentale importanza: è infatti osservando questi anelli che gli astronomi riescono a caratterizzare gli embrioni planetari e, più in generale, a comprendere i meccanismi di formazione ed evoluzione dei pianeti.
Illustrazione artistica che mostra un pianeta simile a Giove che interagisce e riscalda il gas vicino, guidando i deflussi alla base della formazione del monosolfuro di silicio. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), M. Weiss (Nrao/Aui/Nsf)
Una delle facility utilizzate per scrutare questi dischi è l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), una schiera di 66 radiotelescopi situati a 5000 metri di altitudine nel deserto di Atacama, in Cile. Riesaminando dati d’archivio ottenuti da questo array, un team di ricerca guidato dal Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian ha trovato, all’interno del disco protoplanetario di una giovane stella, la firma chimica più convincente mai ottenuta prima della formazione di un protopianeta.
La stella in questione è Hd 169142, un astro situato a circa 375 anni luce di distanza dalla Terra. L’embrione planetario invece è Hd 169142 b, un enorme ammasso di gas e ciottoli, la cui natura di pianeta in erba è stata confermata ad aprile 2023 da uno studio che ne ha rivelato il moto Kepleriano. Monossido di carbonio (CO), monossido di zolfo (SO) e monosolfuro di silicio (SIS), infine, sono le molecole individuate; molecole la cui scoperta, in associazione a un protopianeta, potrebbe rendere più facile in futuro rivelare, confermare e caratterizzare i protopianeti in formazione.
«Quando abbiamo osservato Hd 169142 e il suo disco a lunghezze d’onda submillimetriche, abbiamo identificato diverse firme chimiche convincenti di questo protopianeta gigante gassoso recentemente confermato», dice Charles Law, astronomo del Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian e primo autore dello studio, accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters, che riporta la scoperta. «Ora abbiamo la conferma che possiamo usare le firme chimiche per capire quali tipi di pianeti potrebbero formarsi nei dischi attorno alle giovani stelle».
Il monossido di carbonio e il monossido di zolfo sono molecole gassose che si ipotizza siano associate alla formazione planetaria. La loro presenza era già stata rilevata in passato in diversi dischi protoplanetari, compreso quello di Hd 169142. Il monosolfuro di silicio, invece, è un gas che non è mai stato rilevato prima d’ora in nessuna di queste strutture. Il fatto che Alma ne abbia rilevato le tracce nel disco di Hd 169142, spiegano i ricercatori, potrebbe essere la prova che Hd 169142 b sia un gigantesco protopianeta simile a Giove.
Il motivo di questa affermazione ha a che fare con la dinamica della formazione planetaria. Affinché il monosolfuro di silicio sia rilevabile in un disco è necessario che esso venga rilasciato dai grani di polvere lì presenti. Ciò avviene quando potenti onde d’urto “investono” questi grani causandone la distruzione, un comportamento che può verificarsi, ad esempio, se a produrre questi fronti d’onda è il veloce vorticare di un protopianeta gigante.
«Man mano che continueremo a esaminare più dischi attorno a giovani stelle, troveremo inevitabilmente altre molecole interessanti ma inaspettate come il monosolfuro di silicio», conclude Law. «Questa scoperta implica che stiamo guardando solo la punta dell’iceberg della diversità chimica associata agli ambienti protoplanetari».
Per saperne di più:
- Leggi il pre-print dell’articolo che verrà pubblicato su The Astrophysical Journal Letters “SO and SiS Emission Tracing an Embedded Planet and Compact 12CO and 13CO Counterparts in the HD 169142 Disk”, di Charles J. Law, Alice S. Booth e Karin I. Öberg