Potrebbe sembrare incongruo trovare ghiaccio d'acqua nel disco di gas e polvere che circonda una stella. Fuoco e ghiaccio non si mescolano. Non troveremmo mai ghiaccio vicino al nostro sole.
Ma il nostro sole è vecchio. Circa 5 miliardi di anni, con circa 5 miliardi in più. Alcune stelle più giovani, di un tipo chiamato Herbig Ae / Be stars (dopo l'astronomo americano George Herbig), sono così giovani che sono circondate da un disco circumstellare di gas e polvere che non è ancora stato utilizzato dalla formazione di pianeti. Per questi tipi di stelle, la presenza di ghiaccio d'acqua non è necessariamente inaspettata.
Il ghiaccio d'acqua svolge un ruolo importante in un giovane sistema solare. Gli astronomi pensano che il ghiaccio d'acqua aiuti a formare pianeti grandi, gassosi. La presenza di ghiaccio rende la sezione esterna di un disco planetario più densa. Questa maggiore densità consente ai nuclei dei pianeti gassosi di fondersi e formarsi.
I giovani sistemi solari hanno una cosiddetta linea di neve. È il confine tra pianeti terrestri e gassosi. Oltre questa linea di neve, il ghiaccio nel disco protoplanetario incoraggia la formazione di pianeti gassosi. All'interno di questa linea di neve, la mancanza di ghiaccio d'acqua contribuisce alla formazione di pianeti terrestri. Puoi vederlo nel nostro Sistema Solare, dove la linea di neve deve essere stata tra Marte e Giove.
Un team di astronomi che utilizzava il telescopio Gemini osservò la presenza di ghiaccio d'acqua nel disco protoplanetario che circonda la stella HD 100546, una stella Herbig Ae / Be a circa 320 anni luce da noi. A soli 10 milioni di anni, questa stella è piuttosto giovane ed è una stella ben studiata. Hubble ha trovato complessi, schemi a spirale nel disco, e finora questi schemi sono inspiegabili.
L'HD 100546 è anche notevole perché nel 2013 la ricerca ha mostrato la probabile formazione permanente di un pianeta nel suo disco. Ciò ha rappresentato una rara opportunità per studiare le prime fasi della formazione del pianeta. Trovare il ghiaccio nel disco e scoprire quanto è profondo nel disco è un'informazione chiave per comprendere la formazione del pianeta nei giovani sistemi solari.
Trovare questo ghiaccio ha richiesto un po 'di astuzia. È stato utilizzato il telescopio Gemini, con il suo imager coronagrafico nel vicino infrarosso (NICI), uno strumento utilizzato per studiare i giganti gassosi. Il team ha installato filtri di ghiaccio H2O per aiutare a concentrarsi sulla presenza di ghiaccio d'acqua. Il disco protoplanetario attorno a giovani stelle, come nel caso dell'HD 100546, è una combinazione confusa di polveri e gas e isolare i tipi di materiali nel disco non è facile.
Il ghiaccio d'acqua è stato trovato nei dischi attorno ad altre stelle Herbig Ae / Be, ma la profondità di distribuzione di quel ghiaccio non è stata facile da capire. Questo documento mostra che il ghiaccio è presente nel disco, ma solo in modo superficiale, con i processi di desorbimento di foto UV responsabili della distruzione dei granelli di ghiaccio d'acqua più vicini alla stella.
Può sembrare banale quindi dire che sono necessari ulteriori studi, come affermano gli autori dello studio. Ma davvero, nella scienza, non sono sempre necessari ulteriori studi? Arriveremo mai alla fine della comprensione? Certamente no. E certamente non quando si tratta della formazione di pianeti, che è una cosa abbastanza importante da capire.
