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La nascita di pianeti in un sistema stellare binario

Artist's conception of a binary protostar system crediti eso/lcalcada

In un recente studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, dell’Istituto di Astrofisica dell’Andalusia (IAA-CSIC) sulla stella binaria SVS 13, ancora nella sua fase embrionale, gli astronomi hanno osservato materiale primordiale che potrebbe dare vita a tre sistemi planetari attorno a una stella binaria.

«I nostri risultati hanno rivelato che ogni stella ha un disco di gas e polvere attorno a sé e che, inoltre, si sta formando un disco più grande attorno a entrambe le stelle», afferma Ana Karla Díaz-Rodríguez, ricercatrice presso l’IAA-CSIC e il Regno Unito ALMA Regional Center (UK-ARC) presso l’Università di Manchester, che guida il lavoro.

I modelli di formazione dei pianeti suggeriscono che i pianeti si formino dalla lenta aggregazione del ghiaccio e delle particelle di polvere presente nei dischi protoplanetari attorno a stelle in formazione. Solitamente questi modelli considerano solo stelle singole, come il Sole. Tuttavia, la maggior parte delle stelle forma sistemi binari, in cui due astri ruotano attorno a un centro comune. Si sa ancora molto poco su come nascano i pianeti attorno a questi importanti sistemi di stelle gemelle, in cui l’interazione gravitazionale tra le due stelle gioca un ruolo essenziale.

Il disco esterno mostra una struttura a spirale che alimenta la materia nei singoli dischi, e in tutti loro potrebbero formarsi sistemi planetari in futuro.

Il sistema binario SVS 13, costituito da due embrioni stellari con una massa totale simile a quella del Sole, è relativamente vicino a noi, a circa 980 anni luce di distanza nella nube molecolare di Perseo, e questo ne permette uno studio dettagliato. Le due stelle del sistema sono molto vicine tra loro, con una distanza di solo novanta volte quella tra la Terra e il Sole.

Il lavoro ha permesso di studiare la composizione di gas, polveri e materia ionizzata nel sistema. Inoltre, sono state identificate quasi trenta diverse molecole attorno a entrambe le protostelle, comprese tredici molecole organiche complesse precursori della vita (sette delle quali rilevate per la prima volta in questo sistema). «Ciò significa che quando i pianeti inizieranno a formarsi attorno a questi due soli, i mattoni della vita saranno presenti», afferma Ana Karla Díaz-Rodríguez (IAA-CSIC / UK-ARC).

Il team scientifico ha utilizzato le osservazioni di SVS 13 ottenute dal VLA in trent’anni, insieme ai nuovi dati di ALMA, e ha seguito il movimento di entrambe le stelle in questo periodo, il che ha permesso di tracciare la loro orbita, nonché la geometria e l’orientamento del sistema, insieme a molti parametri fondamentali, come la massa delle protostelle, la massa dei dischi e la loro temperatura.

«All’IAA abbiamo iniziato a studiare questo sistema venticinque anni fa. Siamo rimasti sorpresi quando abbiamo scoperto che SVS 13 era un sistema binario radio, perché nell’ottica si vede solo una stella. Normalmente, gli embrioni stellari vengono rilevati in radio, ma diventano visibili solo alla fine del processo di gestazione. È stato molto strano scoprire una coppia di stelle gemelle in cui una sembra essersi evoluta molto più velocemente dell’altra. Abbiamo progettato diversi esperimenti per ottenere maggiori dettagli e per scoprire se, in tal caso, una delle due stelle potrebbe formare pianeti. Ora abbiamo visto che entrambe le stelle sono molto giovani e che entrambe possono formare pianeti», afferma Guillem Anglada, ricercatore presso l’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) che coordina gli studi di SVS 13.

SVS 13 ha suscitato molto dibattito nella letteratura scientifica, poiché alcuni studi lo considerano estremamente giovane e altri lo considerano in una fase successiva. Questo nuovo studio, probabilmente lo studio più completo di un sistema stellare binario in formazione, non solo fa luce sulla natura delle due protostelle e del loro ambiente, ma fornisce anche parametri cruciali per testare simulazioni numeriche delle prime fasi del sistema binario e multiplo formazione.

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