Il rapporto tra le stelle e i dischi di polvere e gas da cui nascono i pianeti è più complesso di quanto si pensasse. Uno studio su 49 sistemi stellari giovani ha rivelato che circa un terzo delle stelle simili al Sole nasce con dischi protoplanetari disallineati rispetto al proprio asse di rotazione, indicando che questa condizione potrebbe essere la norma nell’universo. La scoperta offre nuove chiavi di lettura per l’architettura dei sistemi planetari e potrebbe spiegare configurazioni estreme come quelle dei “Giove caldi” con orbite retrograde o polari.
Quando le stelle nascono storte
Per decenni si è dato per scontato che stelle e dischi fossero allineati, seguendo la conservazione del momento angolare durante la formazione stellare. Ma l’analisi condotta con il telescopio ALMA e i dati fotometrici del satellite TESS ha mostrato una realtà diversa. Lo studio ha misurato l’obliquità stellare minima, trovando che 16 sistemi su 49 presentano un disallineamento significativo. Il campione comprende soprattutto stelle di tipo spettrale tra K0 e M5, con masse tra 0,5 e 1,5 volte quella solare, situate in regioni di formazione come Tauro-Auriga e Lupus.
I meccanismi dietro il disordine cosmico
Le cause di questi disallineamenti risiedono nei processi caotici della nascita stellare. Durante il collasso delle nubi molecolari, la turbolenza può generare obliquità fino a 80 gradi, creando configurazioni già inclinate. Inoltre, i flussi di accrescimento tardivo – vere e proprie correnti di materiale che alimentano i dischi anche dopo la loro formazione – possono modificare ulteriormente l’orientamento del disco esterno.
Le simulazioni idrodinamiche indicano obliquità medie di circa 40 gradi, con punte fino a 80. Di particolare interesse sono gli streamers su larga scala, filamenti di gas e polvere lunghi migliaia di unità astronomiche che alimentano sistemi anche nella fase di Classe II.
Implicazioni per l'architettura planetaria
Se i dischi mantengono orientamenti simili nelle regioni interne dove si formano i giganti gassosi (tra 1 e 10 unità astronomiche), allora molti disallineamenti osservati nei sistemi maturi potrebbero avere origine primordiale e non essere frutto di interazioni successive. La distribuzione degli angoli di obliquità osservata nei sistemi protoplanetari è simile a quella dei “Giove caldi” e “Giove tiepidi” attorno a stelle simili al Sole. Questo indica che parte dei pianeti giganti inclinati o retrogradi potrebbe aver ereditato tali caratteristiche direttamente dalla configurazione iniziale del disco.
Il caso del Sistema Solare
Anche il nostro sistema presenta un’obliquità di circa 6 gradi rispetto all’asse di rotazione solare. Considerando che una stella di massa solare a 5 milioni di anni (età comparabile ai sistemi studiati) avrebbe avuto tipo spettrale K9, questo valore rientra nella distribuzione osservata. Ciò suggerisce che la configurazione del Sistema Solare potrebbe riflettere le condizioni primordiali del disco da cui è nato, senza bisogno di invocare perturbazioni esterne. La “piattezza” del sistema, con inclinazioni reciproche dei giganti gassosi di appena 0,3 gradi fino a 30 unità astronomiche, appare quindi come un’eredità della fase di formazione.