Il disco, ricco di carbonio, circonda il mondo chiamato CT Cha b, situato a 625 anni luce dalla Terra. Questo anello di materiale potrebbe essere una vera e propria “officina” dove stanno nascendo nuove lune, anche se, al momento, non sono state rilevate lune nei dati osservati dal Webb. Nel nostro Sistema Solare ci sono otto pianeti principali e oltre 400 lune conosciute che orbitano intorno a sei di questi pianeti. Ma da dove vengono tutte queste lune? Le modalità di formazione possono essere diverse. Per quanto riguarda le grandi lune, come le quattro satelliti galileiani di Giove, si ritiene che si siano formate per condensazione all’interno di un disco di gas e polveri che circondava il pianeta durante la sua nascita. Tuttavia, questi eventi risalgono a oltre 4 miliardi di anni fa, e oggi restano poche tracce dirette per studiarli.
Con Webb, abbiamo ora la prima osservazione diretta del materiale contenuto in un disco attorno a un grande esopianeta. Un team internazionale di astronomi ha scoperto un disco ricco di carbonio attorno a “CT Cha b”, un mondo giovane che orbita una stella a sua volta giovanissima – appena 2 milioni di anni – e ancora in fase di accrescimento.
Importante sottolineare: il disco scoperto attorno a “CT Cha b” non fa parte del disco di accrescimento della stella centrale. Infatti, il pianeta e la stella sono separati da una distanza enorme: 74 miliardi di chilometri. Studiare la formazione di pianeti e lune è essenziale per comprendere come evolvono i sistemi planetari nella nostra galassia. Le lune, molto probabilmente, sono più numerose dei pianeti – e alcune potrebbero perfino ospitare la vita. Solo oggi stiamo entrando in un’epoca in cui possiamo osservare direttamente questi processi in atto.
Secondo i ricercatori, questa scoperta offre nuove prospettive sulla formazione di pianeti e lune. I dati raccolti dal Webb sono preziosi per confrontare ciò che vediamo oggi con ciò che potrebbe essere successo oltre 4 miliardi di anni fa nel nostro Sistema Solare.
“Possiamo osservare chiaramente il disco attorno al compagno planetario e studiarne per la prima volta la composizione chimica. Non stiamo solo assistendo alla formazione di lune: stiamo osservando anche la formazione del pianeta stesso” ha dichiarato Sierra Grant, co-autrice dello studio, della Carnegie Institution for Science di Washington D.C., USA.
“Vediamo il materiale che sta accrescendo per costruire sia il pianeta che eventuali lune” ha aggiunto Gabriele Cugno, autore principale e ricercatore all’Università di Zurigo, membro del centro svizzero NCCR PlanetS.
Alla ricerca degli ingredienti cosmici
Le osservazioni di “CT Cha b” sono state effettuate nell’infrarosso con lo strumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb, utilizzando lo spettrografo a media risoluzione. Un primo sguardo ai dati d’archivio del telescopio ha mostrato la presenza di molecole all’interno del disco circumplanetario, spingendo il team ad analizzare più a fondo. Poiché la luce del pianeta è molto debole rispetto al bagliore della stella madre, gli scienziati hanno dovuto separare i due segnali con tecniche ad alto contrasto.
“Abbiamo visto la presenza di molecole nel punto in cui si trova il pianeta, e abbiamo capito che valeva la pena investire tempo ed energie per analizzare a fondo quei dati. Ci è voluto un anno di lavoro, ma la perseveranza ha dato i suoi frutti” ha spiegato Grant.
Alla fine, il team ha identificato sette molecole contenenti carbonio nel disco del pianeta, tra cui acetilene (C₂H₂) e benzene (C₆H₆). Una chimica ricca di carbonio, ben diversa da quella riscontrata nel disco della stella centrale, dove è stata trovata acqua ma nessun composto carbonioso. Questa differenza indica che i due dischi hanno avuto un’evoluzione chimica molto rapida in appena 2 milioni di anni.
La nascita delle lune
Secondo le teorie, anche le quattro grandi lune di Giove si sarebbero formate all’interno di un disco di detriti attorno al pianeta. Le loro orbite coplanari suggeriscono proprio una formazione ordinata e progressiva in un disco. Ganimede e Callisto, le due più esterne, sono composte per circa il 50% da ghiaccio d’acqua, ma probabilmente hanno un nucleo roccioso, forse a base di carbonio o silicio.
“Vogliamo capire meglio come si sono formate le lune del nostro Sistema Solare. Per farlo, dobbiamo osservare altri sistemi ancora in costruzione. È questo il momento chiave per comprendere i processi coinvolti” ha dichiarato Cugno.
“Come nascono queste lune? Di cosa sono fatte? Quali meccanismi fisici le generano, e in quanto tempo? Webb ci offre finalmente la possibilità di osservare dal vivo la formazione delle lune e cercare risposte concrete a queste domande”
Nel prossimo anno, il team prevede di usare Webb per condurre un ampio censimento di oggetti simili, con l’obiettivo di esplorare la diversità chimica e fisica dei dischi che circondano i pianeti giovani.
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