Un nuovo studio getta nuova luce sulla formazione dei pianeti

Uno studio pubblicato nell’edizione del 5 luglio della rivista Nature sta sfidando la comprensione degli scienziati sulla formazione dei pianeti, suggerendo che i pianeti potrebbero formarsi molto più velocemente di quanto si pensasse o, in alternativa, che le stelle ad ospitare pianeti potrebbero essere di gran lunga più numerose.

Studiare in Nature getta nuova luce sulla formazione dei pianeti

Questa figura è la concettualizzazione di un artista del polveroso sistema TYC 8241 2652 come poteva apparire qualche anno fa, quando stava emettendo grandi quantità di radiazione infrarossa. Credit: Gemini Observatory / AURA disegni di Lynette Cook.

Lo studio si basa sulla collaborazione tra scienziati di diverse università (dell’ University of Georgia, la University of California di San Diego, la University of California di Los Angeles, California State Polytechnic University e la Australian National University) ha avuto inizio con una scoperta curiosa e inaspettata: in soli tre anni, la nube di polvere attorno ad un giovane stella  è semplicemente scomparsa.

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“La scala temporale più comunemente accettata per la rimozione di questa polvere è nell’ordine delle centinaia di migliaia di anni, a volte milioni. “Quello che si è visto è  di gran lunga più rapido e non è mai stato osservato o addirittura previsto. Esso ci dice che abbiamo molto da imparare sulla formazione dei pianeti.”

Gli scienziati hanno prima individuato la loro stella di interesse esaminando i dati del Satellite IRAS, che ha analizzato oltre il 96 per cento del cielo nel 1983. La stella, nota come TYC 8241 2652 1, è stata circondata da una nuvola di polvere che era identificabile per la sua radiazione di energia a infrarossi.La nuvola di polvere stava  assorbendo l’energia dalla stella centrale e l’ irradiata nel campo dell’infrarosso. Questa polvere calda è pensata per essere la materia prima da cui i pianeti si formano, ma gli scienziati non hanno una chiara comprensione di guanto tempo richiede tale processo.

Gli scienziati hanno osservato la stessa stella nel 2008, tramite l’osservatorio ad infrarossi  Gemmini nel Sud del Cile e di nuovo con lo stesso telescopio  nel 2009. Nel 2008  il modello di osservazione ha rivelato emissioni  infrarosse simile a quelle della misurazione  del 1983, ma qualcosa di sorprendente  è successo nel 2009: L’emissione di infrarossa è scesa di quasi due terzi. Il WISE, guardò la stessa stella nel 2010, e gli scienziati hanno scoperto che la polvere era per lo più scomparsa. Gli scienziati hanno confermato i loro risultati utilizzando due telescopi aggiuntivi, il telescopio giapponese AKARI e il  PACS.

Studiare in Nature getta nuova luce sulla formazione dei pianeti

Questa figura è la concettualizzazione di un artista del polveroso sistema TYC 8241 2652 di come potrebbe apparire ora basato sulle osservazioni da parte dell’Osservatorio Gemini e di altri osservatori spaziali. Credit: Gemini Observatory / AURA disegni di Lynette Cook.

I ricercatori hanno esplorato diverse spiegazioni per come una grande quantità di polvere potrebbe scomparire così rapidamente, e ciascuna delle  loro stesi sfida le conoscenze convenzionali sulla formazione dei pianeti.

La teoria più diffusa sulla formazione dei pianeti è che minuscole particelle di polvere che rimane dopo la formazione di una stella, in primo luogo attraverso deboli interazioni elettrostatiche e poi attraverso le forze gravitazionali si aggregano,poi crescono fino a diventare delle dimensioni di ciottoli e poi oggetti delle dimensioni di un auto o di una casa. In definitiva, diventano pianeti. I tempi in cui questo accrescimento si verifica è stato teorizzato e modellato matematicamente, e che si pensa comunemente che si verifichi nel corso di centinaia di migliaia di anni, un periodo di tempo che attraversa le civiltà sulla Terra, ma è un batter d’occhio astronomico.

Se ciò che è stato osservato è correlato alla crescita galoppante, allora la scoperta suggerisce che la formazione dei pianeti è molto veloce ed è molto efficiente. L’implicazione è che se le condizioni sono giuste intorno ad una stella, la formazione dei pianeti può essere quasi istantanea dal punto di vista astronomico.

La stella che gli scienziati hanno osservato è  a 450 anni luce di distanza, tuttavia, il che significa che ogni pianeta formato non sarebbe visibile con la tecnologia di oggi.

Song aggiunge una versione leggermente diversa della teoria “accrescimento di Runaway ” ,suggerisce che i grani di polvere  si aggregano sulla stella centrale in tempi molto brevi, il che implica che la stella elimina efficacemente il materiale di costruzione dei pianeti. Se tali eventi si verificano spesso, la formazione dei pianeti è molto meno probabile di quanto si pensasse.

Teoria Valanga collisionale. Un’altra spiegazione per la scomparsa improvvisa della polvere è che è stata  espulsa dall’orbita della stella. Le particelle sono così piccole,cento volte più piccole di un granello di sabbia che il costante flusso di fotoni provenienti dal sole potrebbe spingerli scontrarsi l’uno nell’altro, fino a quando lasciano l’orbita della stella.

Grandi nuvole di polvere possono formarsi quando i pianeti in orbita si scontrano , gli astronomi spesso hanno visto la presenza di nubi come prova indiretta dei pianeti invisibili. Se le nubi di polvere sono solo fugaci, tuttavia, allora molte più stelle di quanto si pensasse potrebbe ospitare pianeti.

Spesso si calcola la percentuale di stelle che hanno una grande quantità di polvere per ottenere una stima ragionevole della percentuale di stelle con sistemi planetari, ma se il modello valanga di polvere è corretto, non possiamo più fare questo. “Molte stelle senza polvere rilevabile potrebbero avere sistemi planetari maturi che sono semplicemente impercettibili.

Le prossime tappe. Come molte scoperte importanti, scoperta degli scienziati solleva più domande che risposte. I ricercatori puntano ora a confrontare le misure a partire dal 1983 con i dati di telescopi moderni per cercare sistematicamente altre stelle che  rapidamente hanno esaurito  e ricostituito le loro nubi di polvere. L’obiettivo è quello di comprendere la frequenza con cui avvengono questi processi e, in definitiva, far progredire la comprensione di come i pianeti si formino.

Fonte:http://phys.org/news/2012-07-planet-formation.html

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