Gli astronomi hanno scoperto un sistema solare con una quantità insolitamente alta di carbonio; potrebbe essere nella fase in cui si stanno formando i pianeti rocciosi. FUSE della NASA (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) e Hubble hanno osservato che il gas attorno alla stella corrisponde abbastanza bene alla composizione del nostro Sistema Solare. Le radiazioni intense delle stelle dovrebbero allontanare questo gas, ma gli atomi di carbonio ionizzati agiscono come un freno per mantenerlo contenuto.
Gli astronomi hanno rilevato quantità insolitamente elevate di carbonio, la base di tutta la vita terrestre, in un sistema solare infantile attorno alla vicina stella Beta Pictoris, a 63 anni luce di distanza. "Per anni abbiamo considerato questo sistema solare in fase iniziale di formazione come uno che potrebbe attraversare gli stessi processi del nostro sistema solare quando si stavano formando i pianeti rocciosi, compresa la Terra", ha commentato l'autore principale Aki Roberge, * che ha iniziato il ricerca presso il Dipartimento di magnetismo terrestre di Carnegie. “Ma abbiamo avuto una grande sorpresa: c'è molto più gas carbon di quanto ci aspettassimo. Sta succedendo qualcosa di molto diverso. " La ricerca, pubblicata nell'8 giugno 2006, Nature, suggerisce che o asteroidi o comete ricche di carbonio, a differenza di qualsiasi altro nel nostro sistema solare, sono vaporizzati o che corpi che degassano specie di carbonio come il metano contribuiscono al curioso eccesso di carbonio .
I dischi polverosi e gassosi attorno alle stelle sono i luoghi di nascita dei sistemi planetari. La ricercatrice di Carnegie Alycia Weinberger, coautrice dello studio, spiega: "Dato che non possiamo osservare il nostro sistema solare com'era 4,5 miliardi di anni fa, guardiamo le giovani stelle per conoscere l'evoluzione dei dischi che formano il pianeta. In definitiva, vogliamo capire gli ambienti e i processi attorno ad altre stelle che portano alla nascita della vita. "
La nuova ricerca è stata resa possibile da FUSE, l'esploratore spettroscopico a raggi ultravioletti della NASA, e dai dati dello spettrografo di imaging del telescopio spaziale Hubble. Beta Pictoris è quasi il doppio della massa del nostro Sole e tra 8 e 20 milioni di anni. Precedenti studi hanno indicato che il gas attorno alla stella aveva una composizione di elementi molto simili a quelli del nostro sistema solare. Le nuove misurazioni segnano il "più completo inventario di gas in qualsiasi disco di detriti" e possono cambiare radicalmente il quadro.
"Gli astronomi sono rimasti perplessi dall'esistenza del disco gassoso per qualche tempo", ha commentato Roberge. "Le radiazioni della stella dovrebbero soffiare via il gas, quindi non dovremmo essere in grado di vedere il gas in orbita attorno alla stella". Per molto tempo si pensava che forse ci fosse una massa nascosta di gas, forse idrogeno, che frenava il deflusso, proprio come l'acqua rallenta un nuotatore. Ora, gli autori pensano che il materiale frenante misterioso sia il carbonio ionizzato (atomi che hanno perso un elettrone dando loro una carica netta positiva). Gli ioni si attraggono e si respingono a causa della forza elettrostatica. Il carbonio non viene spazzato via dalla stella, quindi il carbonio ionizzato visto è molto bravo a rallentare gli altri ioni gassosi.
Ciò a cui i dati non rispondono, tuttavia, è ciò che mette il carbonio lì al primo posto. Gli astronomi hanno confrontato la composizione elementare del gas con quella della polvere della cometa di Halley, un antichissimo tipo di meteorite, e le abbondanze elementali del nostro Sole. "Non combaciava affatto", ha osservato Roberge.
Il gas sorprendentemente ricco di carbonio punta in due possibili direzioni. Gli asteroidi e le comete in orbita attorno a Beta Pictoris potrebbero contenere grandi quantità di materiale ricco di carbonio come grafite e metano. I pianeti formati da tali corpi sarebbero molto diversi da quelli del sistema solare e potrebbero avere atmosfere ricche di metano, come Titano, una luna di Saturno. Oppure gli asteroidi e le comete di Beta Pictoris potrebbero essere proprio come quelli del nostro sistema solare quando erano giovani. A quel tempo, avrebbero potuto contenere molto più materiale organico di quanto sembrano oggi gli asteroidi e le comete. In tal caso, più parti della vita sono state consegnate alla Terra primitiva di quanto si pensasse in precedenza.
Commentando su come determinare l'origine del carbonio, Weinberger ha osservato: “Se potessimo capire quanto sia ricca di carbonio la polvere vicino alla stella, il che potrebbe essere possibile con futuri grandi telescopi a infrarossi, potremmo capire se la polvere è plausibile fonte del carbonio. " In una rottura di un pianeta, tutti gli elementi trovati nei meteoriti sarebbero prodotti, quindi la polvere corrisponderebbe a quella di un meteorite. Queste collisioni stanno quasi certamente avvenendo nella parte del disco Beta Pictoris vicino alla stella. Corpi ghiacciati, abbastanza lontani dalla stella, potrebbero perdere metano volatile, ma non acqua. E questo arricchirebbe il disco in carbonio e idrogeno.
I sistemi come Beta Pictoris sono comuni o rari? Questa informazione aiuterebbe gli scienziati a comprendere meglio le implicazioni dell'attuale lavoro. Beta Pictoris è di gran lunga il disco meglio studiato nel suo genere e l'unico in cui il gas è stato osservato in modo così dettagliato. Questa situazione molto probabilmente rimarrà valida fino all'avvento di un futuro telescopio spaziale a ultravioletti o di grandi strutture telescopiche terrestri che operano a lunghezze d'onda radio, come l'Atacama Large Millimeter Array, il cui completamento è previsto per il 2012.
Fonte originale: Carnegie News Release
