L’ADOLESCENZA INQUIETA D’UN SISTEMA PLANETARIO

Plutoni nella polvere

ALMA ha individuato attorno alla giovane stella HD 107146 – una sorta di “Sole teenager” – uno sciame di planetesimi grandi come Plutone. E un solco anomalo nel disco di polvere. A guidare la scoperta, in uscita su ApJ, il trentenne Luca Ricci, ora negli Stati Uniti ma originario di Ravenna

Rappresentazione artistica del disco di detriti che circonda HD 107146. Crediti: A. Angelich ( NRAO / AUI / NSF )

Rappresentazione artistica del disco di detriti che circonda HD 107146. Crediti: A. Angelich ( NRAO / AUI / NSF )

Splende a 90 anni luce da noi, nella costellazione della Chioma di Berenice, ed è una stella in bilico fra infanzia e maturità. Come ogni adolescente, HD 107146 (questo il suo nome) sa come sorprendere chi – come le 66 antenne di ALMA, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – riesca a penetrarne l’imperscrutabile corazza. Una corazza formata da un disco di polvere. Ed è proprio la distribuzione della polvere del disco protoplanetario a stupire: contrariamente a quanto suggerirebbe il buon senso e a quanto in effetti accade nelle stelle ancora più giovani, attorno ad HD 107146 la polvere s’addensa molto più nell’estrema periferia che al centro.

A scoprirlo, una squadra di sei astrofisici guidata dal trentenne Luca Ricci, che da Ravenna – dov’è nato – è finito a fare ricerca presso il celebre Smithsonian Center for Astrophysics di Harvard dopo essere transitato, nell’ordine: all’Università Statale di Milano (per la laurea), a Monaco (per il PhD, svolto all’ESO) e, per il postdoc, al Caltech, in California.

Per Ricci e colleghi questi risultati, in corso di pubblicazione su The Astrophysical Journal, più che una sorpresa rappresentano in realtà la conferma d’un sospetto che già avevano. Stando ai modelli più recenti, una densità della polvere più elevata nelle regioni esterne del disco, com’è stato riscontrato nel corso di quest’osservazione, può essere spiegata solo dalla presenza di corpi celesti di recente formazione con dimensioni paragonabili a quella di Plutone. La loro gravità perturberebbe infatti le orbite dei planetesimi minori, aumentando la frequenza delle loro collisioni e, di conseguenza, un incremento della polvere, come rilevato da ALMA.

Uno scenario, questo delle collisioni fra corpi “Plutolike” nella periferia remota d’una stella adolescente, che riveste interesse anche per la ricostruzione del passato del nostro Sistema solare. «Il debris disk da noi osservato», spiega Luca Ricci a Media INAF, riferendosi alla cintura di detriti attorno a HD 107146, «circonda una stella che ha la stessa massa del Sole, ma con “appena” 100 milioni di anni di vita, dunque circa 50 volte più giovane. Queste osservazioni ci permettono quindi di studiare un sistema planetario come poteva essere il nostro Sistema solare nella sua adolescenza. In particolare, la fascia di oggetti oltre Nettuno (la Fascia di Kuiper) era, in passato, molto più massiccia di quanto non sia ora, e ha giocato un ruolo fondamentale sull’attuale architettura dei pianeti. Le nostre osservazioni consentono dunque d’indagare processi fondamentali per la dinamica e l’evoluzione di questi sistemi».

Ma quella della distribuzione contro-intuitiva della polvere non è l’unica sorpresa emersa dalle osservazioni di HD 107146. Attorno alla giovane stella s’è infatti scoperto una sorta di gigantesco “solco” – ampio oltre un miliardo di chilometri – dove i detriti proprio sembrano mancare. La regione si trova a una distanza dalla stella pari a circa due volte e mezzo quella che separa Nettuno dal Sole, dunque assai più vicina al centro del sistema rispetto alla zona di cui parlavamo poc’anzi, quella dove s’addensano la polvere e i pianetini simili a Plutone. E a tracciare l’anomalo solco spazzando via i detriti, suggeriscono gli scienziati, potrebbe essere stato un pianeta in formazione con una massa simile a quella della Terra.

Due scoperte, questa e la precedente, rese possibili solo grazie alle capacità interferometriche delle antenne dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. «ALMA è stato fondamentale per questo studio: grazie alla sua sensibilità senza precedenti siamo riusciti a studiare in grande dettaglio la distribuzione della polvere, da cui possiamo trarre informazioni sui meccanismi fisici che regolano l’evoluzione dei pianetesimi, ovvero gli attuali asteroidi e comete. In passato altri strumenti simili avevano osservato HD 107146, ma nessuno era riuscito a studiare la distribuzione spaziale della polvere», sottolinea Ricci, «e quindi a ottenere informazioni utili per la dinamica di questo sistema».

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