Quando un sistema solare si trova all’inizio della sua vita, la stella si è appena formata ed è circondata da un disco di polveri e detriti chiamato disco protoplanetario. Secondo le teorie di formazione dei sistemi planetari, fra la formazione della stella e il periodo in cui i detriti si addensano in pianeti, potrebbe crearsi una geometria a spirale, proprio come accade per le galassie come la nostra Via Lattea. Queste strutture a spirale non vengono però osservate nei sistemi planetari in formazione. Un nuovo studio condotto dagli astronomi dell’Università di Warwick potrebbe spiegarci perchè.

Quando un sistema solare nasce, impiega circa dai tre ai dieci milioni di anni perchè i pianeti si formino e si solidifichino. Prima di questo evento è possibile che si formi la classica struttura a spirale. Questa è dovuta all’effetto gravitazionale della stella e alla quantità di moto del disco protoplantario che ruota. Il disco protoplanetario solitamente sparisce quando tutti i detriti formano i pianeti, ricadono sulla stella, o lasciano il sistema. Arrivati a questo punto si ottengono sitemi con pianeti e orbite vuote, alternate. E fin qui è tutto normale.

Gli astronomi non hanno però ancora capito come spiegare la presenza di sistemi molto giovani che già presentano pianeti alternati ad orbite “vuote”. In questi periodi ci si dovrebbe infatti aspettare di trovare le famose strutture a spirale. Nel seguente video è presente una simulazione comparata di un giovane sistema protoplanetario con un gigante gassoso di 3 masse gioivane, a destra, e senza il pianeta, a sinistra.

Una prima soluzione

Per fornire una spiegazione, Sahl Rowther e la dott.ssa Farzana Meru del Dipartimento di Fisica dell’Università di Warwick hanno effettuato delle simulazioni di enormi pianeti nei giovani dischi proplanetari, per determinare cosa succederebbe quando interagiscono fra loro. La ricerca è stata pubblicata il 26 novembre sull’Astrophysical Journal Letters supportata dalla Royal Society.

I risultati di queste simulazioni mostrano che un gigante gassoso, con massa tre volte quella di Giove, potrebbe “spazzare via” la struttura a spirale. Per farlo questo pianeta dovrebbe originarsi nelle zone esterne del sistema e avvicinarsi man mano alla stella. Non solo, dovrebbe anche nascere nei primissimi anni di vita della stella. La teoria afferma infatti che la fase in cui un disco protoplanetario presenta delle spirali, dura al massimo fino a mezzo milione di anni dalla nascita del sistema. Il gigante gassoso dovrebbe quindi formarsi prima.

L’importanza di questa scoperta

Il Dr Farzana Meru del Dipartimento di Fisica, ha così contestualizzato l’importanza di questa scoperta.: “Indipendentemente dal meccanismo che spiega come si formano questi pianeti, questa scoperta  probabilmente significa che dobbiamo considerare che i pianeti si formano molto più velocemente di quanto si pensasse originariamente“.

Il passo successivo di questa ricerca è ora capire di più su quali sono le caratteristiche adatte alla formazione di giganti gassosi così giovani. In questo modo si potranno trovare degli indizi per guidare gli astronomi nella ricerca di questo tipo di sistemi protoplanetari molto giovani, e senza struttura a spirale.

L’articolo completo: Hiding Signatures of Gravitational Instability in Protoplanetary Disks with Planets

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