Per la prima volta, gli scienziati hanno fatto una sorprendente scoperta sulle nane brune che sfida le teorie di formazione dei pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra attorno a queste strane stelle. Utilizzando ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array),
un radiointerferometro astronomico all’avanguardia,
un team internazionale di astronomi ha svelato per la prima volta che la zona esterna di un disco di polvere che circonda una nana bruna contiene grani di polvere della dimensione del millimetro, come quelli che si trovano nei dischi più densi intorno alle stelle neonate.
un radiointerferometro astronomico all’avanguardia,
un team internazionale di astronomi ha svelato per la prima volta che la zona esterna di un disco di polvere che circonda una nana bruna contiene grani di polvere della dimensione del millimetro, come quelli che si trovano nei dischi più densi intorno alle stelle neonate.
La sorprendente scoperta sfida le teorie di formazione dei pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra e suggerisce che i pianeti rocciosi potrebbero essere ancora più comuni del previsto nell’Universo.
Da tempo gli scienziati ritengono che i pianeti rocciosi si formino attraverso le collisioni casuali di quelle che inizialmente sono le particelle microscopiche nel disco di polvere che circonda una stella. Questi piccoli grani, conosciuti come polvere cosmica, sono simili a fuliggine molto sottile o alla sabbia. Tuttavia, nelle zone esterne intorno ad una nana bruna – un tipo particolare di oggetto celeste che possiede una massa più grande di quella di un pianeta, ma più piccola di quella del Sole – gli astronomi si aspettavano che i grani di polvere non potessero crescere perché i dischi erano poco densi e le particelle troppo veloci per restare unite dopo una collisione.
“Siamo rimasti completamente sorpresi di trovare i grani di dimensioni millimetriche in questo disco piccolo e sottile”, ha dichiarato Luca Ricci dell’Istituto di Tecnologia della California negli Stati Uniti, che ha guidato il team di astronomi internazionali provenienti dagli Stati Uniti, dall’Europa e dal Cile. “I grani di polvere di tali dimensioni non dovrebbero essere in grado di formarsi nelle regioni esterne e fredde di un disco attorno ad una nana bruna, ma sembra che lo facciano. Non possiamo essere sicuri se un pianeta tutto roccioso possa svilupparssi in questa zona, o se l’ha già fatto, ma siamo solo ai primi passi, ma stiamo per prepararci a modificare le nostre ipotesi sulle condizioni necessarie perché si formino dei pianeti rocciosi”, ha spiegato.
La maggiore risoluzione di ALMA rispetto ai precedenti telescopi anche ha permesso al team di individuare il monossido di carbonio intorno alla nana bruna – e si tratta della prima rilevazione del gas molecolare freddo in un disco di questo tipo. Questa scoperta, insieme a quella delle dimensioni dei grani di polvere, suggerisce che il disco sia molto più simile di quanto si sospettasse a quelli intorno alle stelle giovani.
Ricci ed i suoi colleghi hanno realizzato la loro scoperta con la schiera di radiotelescopi ALMA – che tra l’altro non è ancora completa – ad alta quota nel deserto cileno. Si tratta di un progetto astronomico sviluppato in collaborazione tra Europa, Nord America, Asia orientale e Cile, che comprende uno schieramento di 66 radiotelescopi da 12 e 7 metri. ALMA offrirà la possibilità di studiare la nascita delle stelle nell’universo primordiale e di ottenere immagini dettagliate della formazione delle stelle e dei pianeti nell’universo locale. Il costo previsto è di circa un miliardo di dollari statunitensi. ALMA dovrebbe essere pienamente operativo nel 2013, ma gli astronomi hanno iniziato le osservazioni con una schiera parziale di antenne nel 2011.
Gli astronomi hanno puntato ALMA verso la giovane nana bruna ISO-Oph 102, conosciuta anche come Rho-Oph 102, nella regione di formazione stellare Rho Ophiuchi situata nella costellazione di Ofiuco (Serpentario). Con una massa di circa 60 volte quella di Giove, ma solo il 6% di quella del Sole, questa nana bruna è troppo piccola per innescare le reazioni termonucleari con cui le stelle riescono a produrre luce e radiazioni. La nana bruna emette solo il calore prodotto dalla lenta contrazione gravitazionale e brilla di un colore rossastro, anche se molto meno intensamente di una stella.
ALMA ha raccolto la luce di lunghezze d’onda di circa un millimetro emessa dal materiale del disco riscaldato dalla nana bruna. I grani del disco non emettono radiazioni a lunghezze d’onda molto più lunge delle proprie dimensioni, quindi si sarebbe dovuta misurare una brusca diminuzione di luminosità alle lunghezze d’onda maggiori. ALMA è lo strumento ideale per la misurazione di questa decrescita e quindi per misurare le dimensioni dei grani. Gli astronomi hanno confrontato la luminosità del disco a lunghezze d’onda tra 0,89 mm e 3,2 mm. Il calo di luminosità da 0,89 mm a 3,2 millimetri non era così ripido come previsto, dimostrando che almeno alcuni dei granuli hanno dimensioni di un millimetro ma anche di più.
Nel prossimo futuro, il telescopio completo ALMA sarà abbastanza potente da ottenere le immagini dettagliate dei dischi intorno a Rho-Oph 102 e ad altri oggetti.”Saremo presto in grado non solo di rilevare la presenza di piccole particelle nei dischi, ma anche di mappare la loro distribuzione nel disco circumstellare, spiegando come interagiscono con il gas che abbiamo rilevato anche nel disco. Questo ci aiuterà a capire meglio come si formano i pianeti,” ha aggiunto Ricci.
Scritto da Hoda Arabshahi il 02.12.2012
