La polvere stellare potrebbe aiutare i pianeti a crescere

Un gruppo di ricerca ha messo a punto la prima simulazione tridimensionale della formazione di un sistema solare, che dimostra come la polvere proveniente dalla regione centrale può contribuire alla nascita dei pianeti periferici.

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a cura di Alessandro Crea

La prima simulazione 3D al mondo, che considera contemporaneamente il movimento della polvere e la crescita, in un disco attorno a una giovane stella, ha dimostrato che la polvere proveniente dalla regione centrale può essere trascinata e poi espulsa dai deflussi di gas, e alla fine ricadere nelle regioni esterne del disco dove può aggregarsi in pianeti. Questo processo può essere paragonato alla "caduta di cenere" vulcanica in cui la cenere trasportata dal gas durante un'eruzione ricade sull'area intorno al vulcano. Questi risultati aiutano a spiegare le strutture di polvere osservate intorno alle giovani protostelle.

Le osservazioni di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) hanno rivelato lacune nei dischi protoplanetari di gas e polvere intorno a giovani stelle. Si pensa che gli effetti gravitazionali dei pianeti siano una delle ragioni della formazione di questi anelli. Tuttavia, alcuni anelli sono stati visti ancora più lontano della posizione di Nettuno nel Sistema Solare. A queste distanze, la polvere, una componente vitale per la formazione dei pianeti, dovrebbe essere scarsa. Inoltre, ci si aspetta che la polvere si sposti verso la regione centrale del disco man mano che cresce. Quindi come i pianeti possano formarsi nelle regioni esterne è stato finora un mistero.

Un gruppo di ricerca guidato da Yusuke Tsukamoto dell'Università di Kagoshima ha utilizzato ATERUI II, il supercomputer più potente al mondo dedicato ai calcoli astronomici presso l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone, per eseguire la prima simulazione 3D al mondo del movimento e della crescita della polvere in un disco protoplanetario. Il team ha scoperto che le grandi particelle di polvere cresciute nella regione centrale possono essere trasportate perpendicolarmente al disco da flussi di gas, chiamati deflusso bipolare, che eruttano dal disco. Questa polvere poi esce dal deflusso e la gravità la tira indietro verso la parte esterna del disco. La simulazione mostra che questa "caduta di cenere stellare" può arricchire la grande polvere nella regione esterna del disco protoplanetario e facilitare la formazione planetaria, che alla fine può causare la formazione dei pianeti.