06/11/24

Anche le stelle preferiscono non avere figli? **

Così come nelle coppie umane c'è chi vuole avere figli e chi no, così sembra accadere anche tra le stelle. Sappiamo ormai che una moltitudine di stelle possiede un sistema planetario. La sua origine è legata al gas e alla polvere che sono serviti a costruire la stella stella e che sono rimasti ad orbitare attorno all'oggetto centrale. Stiamo, ovviamente, parlando del disco protoplanetario, luogo di formazione dei futuri pianeti. In base all'età della stella si trovano normalmente pianeti in via di formazione o completamente formati.

Oggi, le osservazioni fotoelettriche dei transiti ha permesso di scoprire moltissimi pianeti. Non sempre, però, ciò è possibile. Tuttavia, il disco riesce a mandare comunque segnali ben netti della loro esistenza. Questi ultimi fanno opera di pulizia nei loro dintorni, per cui un anello più o meno largo senza polvere fa subito pensare a qualche cosa che stia in quella zona. La stessa definizione di pianeta ci dice che essi devono pulire la loro orbita se sufficientemente grandi. La visione diretta e quella indiretta permettono di stabilire la struttura del sistema stellare in esame e capire se il processo è simile per tutte le stelle. Fatte le dovute differenze relativamente a dove si sono formati i pianeti maggiori il processo sembrerebbe essere ben consolidato. In poche parole, la visione del disco di polvere sia per una stella giovane sia per una più vecchia fornisce chiare informazioni sui suoi pianeti.

Facciamo un salto indietro nel tempo e ricordiamo il primo disco di polvere di cui si è avuto un dubbio. Parliamo della stella che illumina, vicino alla zenit, il nostro cielo estivo, la celeberrima Vega. Il sospetto dell'esistenza di un disco di polvere attorno ad essa ha quasi sicuramente fatto di Vega la stella ideale per possedere forme di vita aliene sui suoi pianeti. Lo stesso Carl Sagan, nel suo romanzo Contact, considera proprio Vega come la sorgente dei segnali che hanno deciso l'eroina ad andare su quel sistema. In realtà, giunta in quel luogo attraverso una specie di wormhole, lei trova solo detriti polverosi ma nessun pianeta. Chi ha inviato il messaggio era anche lui di un altro mondo.

A parte la trama del romanzo e del film che ne è stato tratto, la previsione di Sagan era più esatta di quanto lui stesso potesse pensare: su Vega sembra che non esistano pianeti! Oggi, questo è un risultato a dir poco sorprendente.  E ce lo dimostra con grande chiarezza il suo disco di polvere, osservato già da Hubble (oltre che da molti altri strumenti) e recentemente da Webb, tanto da non lasciare alternative. Il disco interno di Vega è perfettamente omogeneo e si nota  solo un salto di luminosità tra esso e un disco più esterno.

L’immagine del disco presa da Webb con le distanze delle sue varie parti, in Unità Astronomiche, rispetto alla stella centrale. Notiamo che l’intero Sistema Solare sarebbe largamente contenuto all’interno del disco più luminoso. Fonte: NASA, ESA, CSA, STScI, S. Wolff (University of Arizona), K. Su (University of Arizona), A. Gáspár (University of Arizona)

La parte esterna assomiglia alla nostra fascia di Kuiper, mentre la parte interna quella che termina con Nettuno. Un'estrema somiglianza con ciò che capita nel Sistema Solare con la netta differenza che non esistono bande senza polvere su Vega e quindi nessun pianeta, a parte la possibile presenza di un pianeta nettuniano tra le due fasce osservate. Bisogna, però, tenere conto che la differente luminosità tra la parte interna del disco e quella più esterna è principalmente dovuta alle diverse dimensioni dei grani di polvere, in quanto quelli più piccoli vengono più facilmente trasportati verso l'esterno dalla pressione di radiazione stellare. Vega è decisamente più giovane del Sole (solo 450 milioni di anni), ma abbastanza matura per avere già pianeti pienamente evoluti.

Simulazioni al computer dell’apparenza del disco nel caso fosse presente un pianeta da una a sei masse terrestri nella posizione del cerchietto bianco, dopo soli 1 e 6 milioni di anni dalla formazione di Vega. La prima immagine a sinistra è quella di Webb, mentre la seconda è quella relativa alla mancanza di pianeti. Fonte:NASA, ESA, CSA, STScI, S. Wolff (University of Arizona), K. Su (University of Arizona), A. Gáspár (University of Arizona)

Per esempio, la stella Fomalhaut è estremamente simile a Vega come età e dimensioni (circa due volte la massa solare) e mostra chiaramente gli anelli scuri nel suo disco, tipici della presenza di pianeti. Oltretutto sono anche relativamente vicine per cui è difficile pensare a una diversa composizione della nube originaria.

Il sistema di anelli di Fomalhaut. Immagine composita creata utilizzando i dati diWebb, Hst e Alma. Fonte: Adam Block

Che dire? Come previsto Webb è capace di risolvere, ma anche - e forse soprattutto- di aprire nuove problematiche. In ogni modo, Vega non è interessata ad avere figli. Magari ci ha scrutato per bene e preferisce non mettere in cantiere una specie capace solo di fare guerre e di vivere per  il nulla.

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