Nota dell'editore: Questo post per gli ospiti è stato scritto da Andy Tomaswick, un ingegnere elettrico che segue la scienza e la tecnologia spaziale.
Come notò una volta il famoso astronomo Carl Sagan, "Siamo tutti fatti di materiale stellare". Così sono le moltitudini di pianeti extra-solari che vengono scoperti ad un ritmo mozzafiato. Ciò che Sagan voleva dire era che tutti gli elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio, comunemente noti come "metalli" per gli astrofisici, dovevano essere creati nelle fornaci interne delle stelle. Ma le stelle impiegano del tempo a creare questi elementi più pesanti e, poiché sono necessari per avviare i pianeti, tali intervalli di tempo potrebbero avere un impatto notevole sulla formazione del sistema solare.
Una nuova ricerca condotta dall'Università di Copenaghen con l'aiuto del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian fa luce su questi intervalli di tempo. In un articolo recentemente presentato in una riunione dell'American Astronomical Society, Lars Buchhave e il suo team hanno selezionato più di 150 stelle con noti sistemi planetari catalogati dalla missione Kepler della NASA. Hanno quindi studiato il contenuto di metallo di queste stelle e le dimensioni dei pianeti nei loro sistemi solari. Ciò che hanno scoperto è che i pianeti giganti di gas avevano maggiori probabilità di formarsi attorno a stelle ricche di metallo, mentre i pianeti terrestri avevano la stessa probabilità di formarsi attorno a stelle ricche di metallo o di metallo povero.
Come spiega il team, la ragione di ciò si inserisce perfettamente nel modello di "formazione del nucleo" di formazione planetaria. Ogni gigante gassoso ha un nucleo metallico attorno al quale si accumulano idrogeno ed elio. Tuttavia, se non c'è un nucleo da raccogliere intorno, gli elementi più leggeri saranno spazzati via dai venti stellari mentre la stella è ancora relativamente giovane. Se una stella ha un contenuto di metallo abbastanza alto, i suoi potenziali pianeti potrebbero essere in grado di formare rapidamente un grande nucleo metallico, prima che i venti facciano il loro lavoro. Il nucleo attirerà quindi gravitazionalmente il gas rimanente su se stesso e nascerà un nuovo gigante gassoso.
D'altra parte, la formazione di pianeti terrestri non dipende da elio e idrogeno e quindi non è soggetta agli stessi vincoli temporali. Se una stella ha un contenuto di metallo inferiore, potrebbe occorrere più tempo per formare pianeti terrestri, ma tutti gli ingredienti sono ancora lì. In sostanza, non esiste un limite di tempo superiore per la formazione di un pianeta terrestre mentre un gigante gassoso deve svilupparsi rapidamente per mantenere il suo idrogeno ed elio intrappolati nel sistema solare.
Come tutte le buone ricerche, questi risultati aprono molte più domande. Quanto velocemente deve formarsi il nucleo di un gigante gassoso prima che il suo materiale vada perso? I pianeti terrestri sono molto più comuni date le loro maggiori tempistiche di creazione e le potenziali stelle genitoriali più numerose? I futuri lavori sui sistemi planetari extra-solari potrebbero aiutare a fornire più risposte.
Didascalia immagine principale: La concezione di questo artista mostra una stella appena formata circondata da un vorticoso disco protoplanetario di polvere e gas. Credito: Università di Copenaghen / Lars Buchhave
Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
