Alla fine del 1700, gli astronomi Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace svilupparono in maniera indipendente la teoria secondo cui il Sole e i pianeti si sarebbero formati da una nube di gas rotante, che collassò e si appiattì a causa della gravità. Successivamente si svilupparono dischi di detriti attorno alla stella, contenenti polvere e gas utili a costruire pianeti. Oppure asteroidi.

Un sistema caratterizzato da questo disco di detriti è per esempio quello attorno alla giovane stella vicina Fomalhaut, che dalle prime stime sembrava molto simile alla nostra cintura asteroidale, o alla fascia di Kuiper, proprio come Kant e Laplace avevano teorizzato.

Ora, invece, lo strumento MIRI (Mid InfraRed Instrument) del telescopio spaziale James Webb ci rivela una storia un po’ diversa. Infatti, dagli ultimi dati i ricercatori hanno scoperto che le strutture polverose che circondano Fomalhaut sono molto più complesse delle cinture asteroidali nel nostro Sistema Solare, e molto più vaste.

L’anello di polvere di Fomalhaut non è solo un anello

L’anello di polvere di Fomalhaut è stato scoperto nel 1983 durante le osservazioni effettuate dall’Infrared Astronomical Satellite (IRAS) della NASA. L’esistenza dell’anello è stata anche dedotta da osservazioni precedenti, utilizzando telescopi submillimetrici su Mauna Kea, Hawaii, il telescopio spaziale Spitzer della NASA e l’Osservatorio submillimetrico del Caltech. Sembrava, appunto, solo un anello. Invece è molto di più.

Il Webb ha scoperto che complessivamente ci sono tre cinture nidificate che si estendono fino a 23 miliardi di chilometri dalla stella. Una distanza pari a ben 150 volte quella della Terra dal Sole. In termini di vastità, la scala della fascia più esterna è circa il doppio della scala della nostra fascia di Kuiper.

Le cinture circondano la giovane stella calda, che può essere vista ad occhio nudo come la stella più luminosa della costellazione australe dei Pesci.

Segreti svelati osservando nell’infrarosso

Il telescopio spaziale Hubble e l’Osservatorio spaziale Herschel, così come l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), hanno precedentemente acquisito immagini nitide della fascia più esterna. Tuttavia, nessuno di loro ha trovato alcuna struttura al suo interno.

Le cinture interne sono state risolte per la prima volta da Webb alla luce infrarossa. Infatti, il telescopio è in grado di risolvere fisicamente il bagliore termico della polvere in quelle regioni interne.

Ora Hubble, ALMA e Webb stanno collaborando per assemblare una visione globale dei dischi di detriti attorno a un certo numero di stelle. Schuyler Wolff, membro del team dell’Università dell’Arizona a Tucson che si è occupato dello studio, ha spiegato:

Con Hubble e ALMA abbiamo imparato molto su come si formano e si evolvono i dischi esterni. Ma abbiamo bisogno di Webb per permetterci di immaginare una dozzina di cinture di asteroidi altrove. Possiamo imparare tanto sulle regioni calde interne di questi dischi quanto Hubble e ALMA ci hanno insegnato sulle regioni esterne più fredde.

Queste cinture molto probabilmente sono scolpite dalle forze gravitazionali prodotte da pianeti invisibili. Allo stesso modo in cui nel nostro Sistema Solare Giove circonda la fascia degli asteroidi, il bordo interno della fascia di Kuiper è scolpito da Nettuno e il bordo esterno potrebbe essere guidato da corpi non ancora visti al di là di esso. Man mano che Webb osserva più sistemi, impareremo a conoscere le configurazioni dei loro pianeti.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, e il suo abstract è reperibile qui.