Uno sguardo affascinante sulla nascita di un sistema solare come il nostro è stato offerto dalla scoperta di ‘ciottoli‘ che formano pianeti attorno a due giovani stelle. Si pensa che questi semi che creano nuovi mondi si raggruppino gradualmente nel tempo, più o meno nello stesso modo in cui Giove fu creato per la prima volta 4,5 miliardi di anni fa, seguito da Saturno, Urano, Nettuno, Mercurio, Venere, Terra e Marte. I dischi di formazione planetaria, noti come dischi protoplanetari, sono stati individuati in orbite simili a quelle di Nettuno attorno alle giovani stelle DG Tau e HL Tau, entrambe distanti circa 450 anni luce dalla Terra. Le nuove osservazioni, rivelate al National Astronomy Meeting 2025 della Royal Astronomical Society tenutosi a Durham, stanno contribuendo a colmare un vuoto nel puzzle della formazione dei pianeti.
“Queste osservazioni mostrano che dischi come DG Tau e HL Tau contengono già grandi riserve di ciottoli che formano pianeti, fino a orbite simili a quelle di Nettuno – ha affermato la ricercatrice dottoressa Katie Hesterly, dell’Osservatorio SKA – questo è potenzialmente sufficiente per costruire sistemi planetari più grandi del nostro Sistema Solare”.
L’ultima ricerca fa parte del progetto PEBBLeS (Planet Earth Building-Blocks – a Legacy eMERLIN Survey), guidato dalla professoressa Jane Greaves dell’Università di Cardiff. Utilizzando immagini delle cinture rocciose di numerose stelle, il team sta cercando indizi sulla frequenza e sul luogo in cui si formano i pianeti attorno alle stelle che si evolveranno in futuri soli come il nostro. L’indagine utilizza e-MERLIN, una serie di interferometri composti da sette radiotelescopi che si estendono per 217km (135 miglia) nel Regno Unito e sono collegati tramite una rete in fibra ottica superveloce alla sede centrale presso l’Osservatorio Jodrell Bank nel Cheshire. Attualmente è l’unico radiotelescopio in grado di studiare i dischi protoplanetari (i vivai cosmici in cui si formano i pianeti) con la risoluzione e la sensibilità richieste per questa scienza.
“Grazie a queste osservazioni, siamo ora in grado di studiare dove si accumula il materiale solido in questi dischi, ottenendo informazioni su una delle fasi iniziali della formazione dei pianeti“, ha affermato il professor Greaves. A partire dagli anni ‘90, gli astronomi hanno scoperto sia dischi di gas che di polvere e circa 2.000 pianeti completamente formati, ma le fasi intermedie della formazione sono più difficili da individuare.
“Decenni fa, si è scoperto che le stelle giovani erano circondate da dischi orbitanti di gas e piccoli granelli come polvere o sabbia – ha aggiunto la dottoressa Anita Richards del Jodrell Bank Centre for Astrophysics presso l’Università di Manchester, anche lei coinvolta nella ricerca – un numero sufficiente di granelli per formare Giove potrebbe essere distribuito all’incirca su un’area pari all’intera orbita di Giove, rendendo questa osservazione facile da effettuare con telescopi ottici e a infrarossi, o con l’interferometro radio submillimetrico ALMA. Ma quando i granelli si aggregano per formare i pianeti, la superficie di una data massa diventa più piccola e più difficile da vedere”.
Per questo motivo, poiché i ciottoli di dimensioni centimetriche emettono meglio a lunghezze d’onda simili alle loro dimensioni, l’interferometro britannico e-MERLIN è ideale per la loro ricerca perché può osservare a una lunghezza d’onda di circa 4cm. In una nuova immagine e-MERLIN del disco di DG Tau, si scopre che ciottoli delle dimensioni di un centimetro si sono già formati in orbite simili a quelle di Nettuno, mentre un insieme simile di semi planetari è stato rilevato anche attorno a HL Tau.
Queste scoperte offrono un primo assaggio di ciò che il telescopio Square Kilometre Array (SKA) in Sudafrica e Australia scoprirà nel prossimo decennio grazie alla sua maggiore sensibilità e scala, aprendo la strada allo studio dei dischi protoplanetari in tutta la galassia con un dettaglio senza precedenti. “e-MERLIN sta mostrando cosa è possibile e il telescopio SKA lo porterà ancora più lontano – ha concluso il dottor Hesterly – quando nel 2031 inizieranno le verifiche scientifiche con il telescopio SKA-Mid, saremo pronti a studiare centinaia di sistemi planetari per comprendere meglio come si formano i pianeti”.