Un nuovo studio, condotto da scienziati dell’Università del Nevada, Las Vegas (UNLV), fa luce su come i pianeti, inclusa la Terra, si siano formati nella nostra galassia e perché la vita e la morte delle stelle vicine siano un tassello importante del puzzle. In un articolo pubblicato sull’Astrophysical Journal Letters, i ricercatori dell’UNLV, in collaborazione con scienziati dell’Open University of Israel, hanno modellato per la prima volta i dettagli su come la tempistica della formazione dei pianeti nella storia della galassia influenzi la composizione e la densità planetaria. “I materiali che contribuiscono alla formazione dei pianeti si formano all’interno di stelle con tempi di vita diversi”, afferma Jason Steffen, professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’UNLV e autore principale dell’articolo.
“Questi risultati aiutano a spiegare perché i pianeti rocciosi più vecchi sono meno densi di pianeti più giovani come la Terra e suggeriscono anche che gli ingredienti necessari per la vita non siano arrivati tutti in una volta“, aggiunge.
Il tempismo è tutto nella formazione dei pianeti
Tutti gli elementi di base che compongono i pianeti, come ossigeno, silicio, ferro e nichel, si formano all’interno delle stelle. I pianeti si formano essenzialmente dai detriti di stelle morenti, ma le stelle muoiono secondo tempistiche molto diverse, il che può influenzare la struttura dei pianeti in formazione.
Le stelle di grande massa si esauriscono relativamente rapidamente, in genere entro 10 milioni di anni, e quando esplodono disperdono nello spazio elementi più leggeri come ossigeno, silicio e magnesio. Questi materiali costituiscono generalmente gli strati esterni dei pianeti rocciosi.
Le stelle di piccola massa vivono per miliardi di anni e rilasciano elementi più pesanti come ferro e nichel, elementi chiave per la formazione dei nuclei planetari.
I pianeti che si formano in sistemi solari in cui sia le stelle di grande massa che quelle di piccola massa hanno avuto il tempo di contribuire con materiali al disco planetario conterranno una maggiore varietà di questi elementi. Quelli che si formano dall’evoluzione e dalla morte di stelle di grande massa tendono ad avere mantelli più grandi e nuclei più piccoli. Quando si concede il tempo alle stelle di piccola massa di contribuire con elementi più pesanti e in maggiore abbondanza, come ferro e nichel, i nuclei planetari risultano più grandi.
Nell’ultimo decennio, il team di ricerca ha creato modelli software per vari progetti di nicchia, ma solo di recente si è reso conto di avere tutti gli elementi necessari per creare il primo modello di formazione planetaria completamente integrato di questo tipo.
“Era come avere la soluzione in mano, in attesa del problema giusto. Quando le nuove osservazioni sono state pubblicate, ci siamo resi conto che potevamo modellare l’intero sistema con una piccola aggiunta di codice all’inizio“, afferma Steffen.
Questa simulazione traccia l’intero ciclo di vita della formazione planetaria, dalla nascita stellare e dalla sintesi degli elementi alle esplosioni, alle collisioni, alla formazione planetaria e alla struttura interna del pianeta.
“Una conseguenza di queste scoperte è che le condizioni per la vita non iniziano immediatamente“, afferma Steffen. “Molti degli elementi necessari per un pianeta abitabile e per gli organismi viventi vengono resi disponibili in momenti diversi nel corso della storia galattica”.