Per la prima volta nella storia, è stata trovata la molecola di benzene in un disco di formazione planetaria attorno a una giovane stella. Oltre al benzene, anche molti altri composti di carbonio (idrocarburi) e alcune molecole ricche di ossigeno. Deboli o assenti, invece, le tracce di acqua e silicati.

Il disco appartiene alla giovane stella J160532, che possiede un decimo la massa del nostro Sole e si trova a circa 500 anni luce di distanza da noi, in direzione della costellazione dello Scorpione. Attorno a stelle così piccole e giovani, si formano molti pianeti rocciosi simili alla Terra.

Finora è stato difficile studiare le molecole presenti nella parte più interna e calda di questi dischi, dove si forma la maggior parte dei pianeti, a causa della limitata sensibilità e risoluzione spettrale dei precedenti osservatori. MIRI, invece, è perfettamente adatto a questo scopo, perché osserva nel medio infrarosso. Infatti, oltrepassando le nuvole di polvere, è riuscito a raggiungere il gas caldo all’interno del disco e ha rivelato la sorprendente presenza di molecole complesse.

I pianeti avranno molto carbonio, ma poco ossigeno

Oltre alla prima osservazione in assoluto del benzene in un disco planetario, i ricercatori hanno visto per la prima volta anche l’idrocarburo diacetilene (C4H2) e una quantità insolitamente grande di gas acetilene (C2H2), un idrocarburo molto reattivo.

Sorprendentemente, ci sono pochissima acqua e anidride carbonica, ovvero c’è molto meno ossigeno che carbonio. L’ipotesi degli scienziati è che l’ossigeno sia rinchiuso in ciottoli ghiacciati, e planetesimi al di fuori della frost line, la linea immaginaria in un sistema planetario oltre la quale i composti acquosi si ghiacciano. Questa caratteristica, diversa da altri dischi protoplanetari attorno a giovani stelle, suggerisce che i pianeti in formazione saranni molto poveri di composti contenenti ossigeno.

I ricercatori sospettano che il benzene e il (di)acetilene vengano rilasciati nel disco in seguito alla distruzione dei granelli di polvere ricchi di carbonio da parte della giovane stella attiva. I granelli di polvere che rimangono conterrebbero silicati con relativamente poco carbonio. In una fase successiva, i grani a basso contenuto di carbonio si raggruppano in pezzi più grandi. Questi alla fine diventano pianeti rocciosi come la Terra. Uno scenario che potrebbe spiegare perché la nostra Terra è così povera di carbonio.

Studiare con Webb la formazione di pianeti attorno alle stelle

I ricercatori stanno elaborando i dati di oltre 30 altri dischi di polvere attorno a giovani stelle, ottenuti con MIRI di Webb. Quest’anno sono attesi i dati su altri 20 dischi. In tal modo, sperano di scoprire altre molecole e acquisire maggiori conoscenze sulla formazione dei pianeti attorno alle stelle, da quelli molto piccoli a quelli pari a 2-3 volte la massa del nostro Sole.

L’autore principale dello studio Benoît Tabone, ricercatore del CNRS presso l’Université Paris-Saclay in Francia, ha affermato: “Questo lavoro è solo un primo assaggio delle condizioni fisiche e chimiche in cui si trovano i pianeti simili alla Terra come la nostra Terra formato”.

Questo primo ritrovamento lascia ben sperare in scoperte future di altre molecole, in questo disco circumstellare o in altri. E quindi nella caratterizzazione di quanti più siti possibili in cui i pianeti si formano, crescono ed evolvono, proprio come il nostro.

L’articolo, pubblicato su Nature Astronomy, è reperibile qui.