Spazio: spiegate misteriose origini oggetti di massa planetaria

Uno studio dell’Osservatorio astronomico di Shanghai dell’Accademia cinese delle scienze, sembra chiarire le origini, ancora misteriose, degli oggetti di massa planetaria (PMO), ovvero corpi celesti con masse comprese tra quelle delle stelle e pianeti, che fluttuano liberamente nello spazio. L’utilizzo di simulazioni avanzate, descritte in un lavoro su Science Advances, avrebbe consentito a un gruppo di astronomi internazionali di scoprire il processo di formazione di questi oggetti enigmatici, suggerendo che i PMO possono generarsi direttamente da interazioni violente tra dischi circumstellari nei giovani ammassi stellari. I PMO sono nomadi cosmici, che vagano in libertà nello spazio, senza legami con nessuna stella. La massa di questi oggetti è inferiore a 13 volte quella di Giove e sono spesso osservati in giovani ammassi stellari come l’Ammasso del Trapezio in Orione. Sebbene la loro esistenza sia ben documentata, l’origine è sempre stata oggetto di indagine senza mai dare delle certezze. Le teorie precedenti ipotizzavano che i PMO potessero essere stelle fallite o pianeti espulsi dai loro sistemi solari, ma questi modelli non spiegherebbero il gran numero di PMO presenti, i loro frequenti accoppiamenti binari e il loro moto sincronizzato con le stelle all’interno degli ammassi. “Le nostre simulazioni sembrano suggerire che i PMO si formino attraverso un processo completamente diverso, legato alle dinamiche caotiche dei giovani ammassi stellari” ha dichiarato il dottor DENG Hongping, ricercatore presso l’Osservatrio cinese. Utilizzando simulazioni idrodinamiche ad alta risoluzione, i ricercatori hanno ricreato incontri ravvicinati tra due dischi circumstellari, anelli rotanti di gas e polvere che circondano giovani stelle, osservando che quando questi dischi si scontrano a velocità di 2-3 km/s e distanze di 300-400 unità astronomiche (UA), le loro interazioni gravitazionali allungano e comprimono il gas in “ponti di marea galattica” di forma allungata e che alla fine collassano in filamenti densi, che successivamente si frammentano in nuclei compatti. Quando questi filamenti raggiungono una massa critica, producono PMO con masse di circa dieci volte quella di Giove. Le simulazioni hanno anche rivelato che fino al 14% dei PMO si formano in coppie o triplette, con separazioni di 7-15 UA, giustificando l’alto tasso di PMO binari in alcuni ammassi. Inoltre, frequenti incontri di dischi in ambienti densi come l’ammasso del Trapezio potrebbero generare centinaia di PMO, spiegandone così la sovrabbondanza. A differenza dei pianeti espulsi, i PMO si muoverebbero in sincronia con le stelle nei loro ammassi ospiti ed erediterebbero materiale dalle regioni esterne dei dischi circumstellari. Ciò si traduce in una composizione unica, con i PMO con periferie povere di metalli e dove anche gli elementi pesanti sono scarsi. Molti PMO conservano anche dischi di gas fino a 200 UA di diametro, suggerendo il potenziale per la formazione lunare o addirittura planetaria attorno a questi oggetti vaganti. “I PMO potrebbero rappresentare una terza classe di oggetti, nati non dalla materia prima delle nubi di formazione stellare o tramite processi di costruzione di pianeti, ma piuttosto dal caos gravitazionale delle collisioni dei dischi” ha dichiarato il professor Lucio Mayer dell’Università di Zurigo, coautore dello studio. I ricercatori dell’Università di Hong Kong, dello Shanghai Astronomical Observatory, dell’Università della California Santa Cruz e dell’Università di Zurigo, stanno valutando di condurre ulteriori studi per esplorare la composizione chimica e le strutture dei dischi dei PMO e quindi consolidare la teoria delle loro proprietà di formazione e popolazione. (AGI)