Stelle come genitori di una certa età

Rappresentazione artistica del disco attorno a TW Hydrae. Crediti ESA.

TW Hydrae è una stella di 10 milioni di anni circondata da un denso disco di materiale che può portare alla formazione di pianeti. Utilizzando Herschel Space Observatory dell’ESA è stato possibile determinare la massa del disco stellare con una precisione dieci volte maggiore di quanto effettuato in precedenza, trovando che è sufficiente per formare circa 50 pianeti delle dimensioni di Giove, parecchi milioni di anni dopo che la maggior parte delle stelle si sono già formate.

Grazie alle capacità uniche di Herschel Space Observatory dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), gli astronomi hanno accuratamente determinato la massa del disco di una stella, trovandolo sufficientemente massiccio da poter formare una cinquantina di pianeti delle dimensioni di Giove, parecchi milioni di anni dopo la nascita di altre stelle.
I dischi protoplanetari contengono tutti gli ingredienti fondamentali per la formazione di pianeti. Sono composti principalmente di gas idrogeno molecolare freddo che è altamente trasparente e invisibile.

Di solito è molto più semplice misurare l’emissione dei “contaminanti” per ricavare una stima della massa totale del disco, come per esempio  la frazione, estremamente piccola, di polvere che si trova mescolato al gas, oppure altri componenti gassosi.

In passato, questa tecnica aveva prodotto notevoli incertezze nelle stime della massa dell’idrogeno molecolare, ma grazie alla capacità di osservazione nelle lunghezze d’onda del lontano infrarosso e alla sensibilità di Herschel Space Observatory è stato possibile utilizzare un nuovo e più accurato metodo di indagine prendendo il deuterio, parente stretto dell’idrogeno molecolare, in quanto un po’ più pesante dell’idrogeno molecolare.

Poichè il rapporto del gas idrogeno molecolare e il deuterio è conosciuto in maniera estremamente precisa dalle misurazioni effettuate nei dintorni del Sole, questo approccio fornisce un mezzo per misurare la massa del disco di una stella con un’accuratezza dieci volte maggiore.

Utilizzando questa tecnica una considerevole quantità di massa gassosa è stata rilevata in un disco che circonda TW Hydrae, una giovane stella a 176 anni luce di distanza nella Costellazione dell’Hydra.

“Non ci si aspettava di trovare una tale quantità di gas intorno ad una stella vecchia 10 milioni di anni” ha affermato il Professor Edwin Bergin dell’University of Michigan, primo autore dell’articolo pubblicato su Nature. “Questa stella ha una massa significativamente maggiore di quanto richiesto per formare un sistema solare simile al nostro e potrebbe dar vita ad un sistema solare molto più esotico con pianeti più massicci di Giove”.

Osservare un tale disco attorno a TW Hydrae è piuttosto insolito per le stelle di questa età in quanto in pochi milioni di anni la maggior parte del materiale si trova tipicamente racchiuso dentro la stella centrale o nei pianeti giganti, oppure è stato spazzato via dal forte vento stellare.

“Con una stima della massa più accurata possiamo imparare qualcosa di più su questo sistema in termini della sua potenzialità nel formare pianeti e sulla disponibilità degli ingredienti che potrebbero supportare un pianeta con presenza di vita” ha aggiunto il Prof. Bergin. Infatti, in un’altra survey di Herschel i ricercatori hanno identificato TW Hydrae come una stella con disco che contiene acqua sufficiente a riempire l’equivalente di parecchi migliaia di oceani terrestri.

Il nuovo metodo di stima della masa del disco comporta una sottostima del volume dei materiali disponibili, tra cui l’acqua, sia in questo sistema che in altri. Una rivalutazione delle masse dei dischi attorno ad altre stelle di varie età forniranno un quadro più chiaro del pianeta in atto di formazione.

“Ci potrebbero essere diversi risultati sulla formazione di pianeti in sistemi di differenti età” ha affermato il co-autore, Professor Thomas Henning del Max Planck Institute for Astronomy, Germania. “Proprio come l’età tipica alla quale le persone possono avere dei figli spazia in un certo intervallo, così anche TW Hydrae sembra trovarsi sul bordo di questo intervallo di età, mostrando che questo particolare sistema può aver avuto bisogno di più tempo per formare i pianeti, una sorta di genitore che ha aspettato di avere un figlio in tarda età”.

“L’individuazione di idrogeno molecolare pesante, ossia del deuterio, è stata possibile grazie alle nuove capacità osservative offerte da Herschel e hanno fornito un salto di qualità nella determinazione della massa del disco intorno a questa stella” ha aggiunto Göran Pilbratt, dell’Herschel project scientist dell’ESA.

Fonte ESA: Stars can be late parents – http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Stars_can_be_late_parents

e http://spaceinimages.esa.int/Images/2013/01/Weighing_the_planet-forming_disc_around_a_nearby_star

Sabrina