Stelle ultrabrillanti ostacolano la formazione di pianeti nella Nebulosa di Orione

Molti di noi hanno dovuto fare i conti con fastidiosi vicini, ma almeno per una regione polverosa nella costellazione di Orione, il problema è esistenziale.

Le osservazioni del telescopio spaziale James Webb (JWST) mostrano che un disco compatto di gas e polvere attorno a una giovane stella nella Nebulosa di Orione sta perdendo ingenti quantità di idrogeno ogni anno. Il disco, noto come disco protoplanetario, è la regione in cui possono formarsi nuovi pianeti, quindi la perdita di quantità significative di materiale potrebbe limitare questo processo.

Questa perdita di idrogeno è causata dall’intenso raggi ultravioletti (UV) che provengono da un gruppo di stelle massive vicine. La radiazione UV è così forte che potrebbe impedire la formazione di grandi pianeti nella regione, suggerisce uno studio recente. I risultati potrebbero far luce sul controllo che le stelle massive esercitano sui sistemi planetari nascenti.

Nel giro di un milione di anni, tutto il materiale dovrebbe essere sparito da questo disco”, ha detto Olivier Berné, un ricercatore presso il Centro Nazionale Francese per la Ricerca Scientifica (CNRS) e autore principale del nuovo studio. I modelli attuali di formazione planetaria indicano che un pianeta delle dimensioni di Giove impiegherebbe almeno quel tempo per coalescere, quindi il materiale che sfugge rapidamente è “in competizione con la formazione di pianeti”, ha detto Berné a Live Science.

I risultati del team sono stati pubblicati giovedì (29 febbraio) sulla rivista Science.

Stelle ultraviolette

Le stelle nel cluster del Trapezio – una casa affollata di molte stelle giovani, tra cui il noto gruppo al cuore dell’Orione – sono ciascuna circa 10 volte più massive del nostro sole e 100.000 volte più luminose. Le nuove osservazioni del JWST del team mostrano che la radiazione UV di queste stelle ultrabrillanti sta riscaldando significativamente il gas nel disco protoplanetario vicino, formalmente chiamato d203-506, causando la fuoriuscita di un sacco di prezioso materiale per la formazione di pianeti che si disperde nello spazio.

Il disco d203-506 ha al massimo pochi milioni di anni, anche se è difficile ottenere un’età precisa, ha detto Berné. Si ritiene che la Nebulosa di Orione stessa abbia circa 3 milioni di anni, “che per noi astronomi è molto giovane”, ha detto.

Nebulosa di Orione telescopio spaziale James Webb JWST
Immagine di Hubble della Nebulosa di Orione e uno zoom sul disco protoplanetario d203-506 scattata con il James Webb Space Telescope (JWST). (Credito immagine: NASA/STScI/Rice Univ.
/C.O’Dell et al / O. Berné, I. Schrotter, PDRs4All)

La nebulosa nascente ha un diametro di circa 30-40 anni luce, quindi c’è una buona possibilità che il gas espulso dal disco protoplanetario rimanga al suo interno – anche se è perduto per sempre per eventuali futuri pianeti che potrebbero germogliare nel disco stesso. Sembra che questo sistema stia perdendo ogni mese quantità di acqua pari a interi oceani dall’attacco ultravioletto, secondo un articolo correlato dello stesso team pubblicato il 23 febbraio sulla rivista Nature Astronomy.

Il gas che fuoriesce dal disco trasporta con sé almeno alcuni grani di polvere, quindi è una questione aperta se pianeti rocciosi come la Terra possano mai nascere in questo sistema, ha detto Berné.

Studi sui meteoriti mostrano che il nostro stesso sistema solare, che è 4.000 volte più vecchio di d203-506, è stato influenzato anche da una o più stelle massive vicine durante la sua formazione. Le prove di ciò includono la presenza di elementi radioattivi in comete e asteroidi – come l’alluminio-26, che si sa si forma in condizioni molto calde come quelle viste nelle stelle in esplosione – che potrebbero essere giunti nel nostro sistema solare grazie a una supernova vicina.

“Guardare questo sistema [d203-506] è davvero come guardare nel passato del nostro sistema solare in un certo senso”, ha detto Berné.

Rispetto al nostro sole, la stella di d203-506 è cinque o dieci volte più piccola, quindi ha anche una presa più debole sul suo sistema, il che potrebbe spiegare perché il materiale per la formazione di pianeti sfugge così facilmente.

Berné ha detto che il suo team ha chiesto più tempo sui telescopi per osservare questo disco e altri all’interno della Nebulosa di Orione. Poiché i risultati attuali si basano su un solo sistema, i ricercatori hanno detto che future osservazioni potrebbero dipingere un quadro più completo su come le stelle massive influenzano i giovani sistemi planetari come d203-506.

“È solo la punta dell’iceberg che abbiamo esaminato finora”, ha detto Berné.

Foto di copertina: Una visualizzazione 3D della caotica Nebulosa di Orione basata sulle osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA. Credito immagine: NASA, G. Bacon, L. Frattare, Z. Levay e F. Summers (STScI/AURA)