Rivela i segreti del pianeta roccioso alle estremità cosmiche

Gli astronomi trovano un gruppo di molecole che sono tra gli elementi costitutivi dei pianeti rocciosi.

Lo spazio è un ambiente difficile, ma alcune aree sono più difficili di altre. La regione di formazione stellare, conosciuta come Nebulosa del Gambero, ospita alcune delle stelle più massicce della nostra galassia. Le stelle massicce sono più calde e quindi emettono una maggiore quantità di radiazioni ultraviolette. Questa luce ultravioletta bagna i dischi che formano i pianeti attorno alle stelle vicine. Gli astronomi si aspettano che le radiazioni ultraviolette distruggano molte molecole chimiche. Tuttavia, Telescopio spaziale James Webb Scopri una varietà di molecole in uno di questi dischi, tra cui acqua, monossido di carbonio, anidride carbonica, acido cianidrico e acetilene. Tali molecole sono tra gli elementi costitutivi dei pianeti rocciosi.

Questa è l’impressione artistica di una giovane stella circondata da un disco protoplanetario in cui si formano i pianeti. Credito: Esso

Il telescopio spaziale Webb rivela che i pianeti rocciosi possono formarsi in ambienti estremi

Un team internazionale di astronomi ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb della NASA per fornire le prime osservazioni di acqua e altre molecole nell’interno roccioso e altamente irradiato dei pianeti in uno degli ambienti più estremi della nostra galassia. Questi risultati suggeriscono che le condizioni di formazione dei pianeti rocciosi possono verificarsi in una gamma di ambienti possibili più ampia di quanto si pensasse in precedenza.

I primi risultati del programma XUE

Questi sono i primi risultati del telescopio spaziale James Webb Extreme Ultraviolet (XUE), che si concentra sulla caratterizzazione dei dischi di formazione planetaria (enormi nubi rotanti di gas, polvere e frammenti di roccia dove i pianeti si formano ed evolvono) in stelle massicce. formando regioni. Queste regioni probabilmente rappresentano l’ambiente in cui si è formata la maggior parte dei sistemi planetari. Comprendere l’influenza dell’ambiente sulla formazione dei pianeti è importante affinché gli scienziati possano comprendere meglio la diversità dei diversi tipi di esopianeti.

Studio della Nebulosa del Gambero

Il programma XUE prende di mira un totale di 15 dischi in tre regioni della Nebulosa del Gambero (conosciuta anche come NGC 6357), una grande nebulosa a emissione a circa 5.500 anni luce dalla Terra nella costellazione dello Scorpione. La Nebulosa Gambero è uno dei complessi di formazione stellare più nuovi e più vicini e ospita alcune delle stelle più massicce della nostra galassia. Le stelle massicce sono più calde e quindi emettono più radiazioni ultraviolette. Ciò può disperdere il gas, riducendo la durata prevista del disco fino a un milione di anni. Grazie a Webb, gli astronomi possono ora studiare l’effetto della radiazione ultravioletta sulle regioni terrestri interne di formazione dei pianeti dei dischi protoplanetari attorno a stelle come il nostro Sole.

Funzionalità web uniche

“Webb è l’unico telescopio con la risoluzione spaziale e la sensibilità necessarie per studiare i dischi di formazione planetaria nelle regioni di formazione stellare massiccia”, ha affermato la leader del team Maria Claudia Ramírez Tanos dell’Istituto Max Planck di astronomia in Germania.

Gli astronomi mirano a caratterizzare le proprietà fisiche e la composizione chimica delle regioni dei dischi rocciosi che formano pianeti nella Nebulosa del Gambero utilizzando spettrometri a media risoluzione sullo strumento MIRI (Mid Infrared) di Webb. Questo primo risultato si concentra su un disco protoplanetario chiamato XUE 1, che si trova nell’ammasso stellare Pismis 24.

“Solo la gamma di lunghezze d’onda e la risoluzione spettrale del MIRI ci consentono di esaminare l’inventario molecolare e le condizioni fisiche del gas caldo e della polvere dove si formano i pianeti rocciosi”, ha aggiunto il membro del team Arjan Beck dell’Università di Stoccolma in Svezia.

Data la sua posizione vicino a diverse stelle massicce in NGC 6357, gli scienziati si aspettano che XUE 1 sia stato costantemente esposto a elevate quantità di radiazioni ultraviolette per tutta la sua vita. Tuttavia, in questo ambiente estremo, il team ha comunque scoperto un gruppo di molecole che costituiscono gli elementi costitutivi dei pianeti terrestri.

“Abbiamo scoperto che il disco interno attorno a XUE 1 è notevolmente simile a quelli trovati nelle vicine regioni di formazione stellare”, ha affermato il membro del team Reins Waters della Radboud University nei Paesi Bassi. “Abbiamo rilevato acqua e altre molecole come monossido di carbonio, anidride carbonica, acido cianidrico e acetilene. Tuttavia, le emissioni trovate erano più deboli di quanto previsto da alcuni modelli. Ciò potrebbe significare un piccolo raggio esterno del disco.”

Lars Kuijpers della Radboud University ha aggiunto: “Siamo rimasti sorpresi ed emozionati perché questa è la prima volta che queste molecole vengono rilevate in condizioni così estreme”. Il team ha anche trovato piccole polveri di silicato parzialmente cristallizzate sulla superficie del disco. Questi sono considerati gli elementi costitutivi dei pianeti rocciosi.

Implicazioni per la formazione dei pianeti rocciosi

Questi risultati sono una buona notizia per la formazione dei pianeti rocciosi, poiché il team scientifico ha scoperto che le condizioni nel disco interno sono simili a quelle dei dischi ben studiati che si trovano nelle vicine regioni di formazione stellare, dove si formano solo stelle di piccola massa. Ciò suggerisce che i pianeti rocciosi possono formarsi in una gamma di ambienti molto più ampia di quanto si pensasse in precedenza.

Il team sottolinea che le restanti osservazioni del programma XUE sono cruciali per identificare i punti in comune tra queste condizioni.

“XUE 1 ci mostra che esistono le condizioni necessarie affinché i pianeti rocciosi si formino, quindi il prossimo passo è verificare quanto questo sia comune”, dice Ramirez-Taños. “Monitoreremo altri dischi nella stessa area per determinare la frequenza con cui queste condizioni possono essere osservate”.

Questi risultati sono stati pubblicati in IL Giornale astrofisico.

Riferimento: “XUE: Inventario molecolare nella regione interna di un disco protoplanetario altamente irradiato” di María Claudia Ramírez-Taños, Arjan Beck, Lars Kuijpers, Reins Waters, Christian Goebel, Thomas Henning, Inga Kamp, Thomas Prebisch, Konstantin F. Getman, Germán Chaparro, Pablo Cuartas-Restrepo, Alex D. Cotter, Eric D. Vigilson, Sierra L. Grant, Thomas J. Elena Sabbi, Benoît Taboni, Andrew J. Inverno, Anna F. McLeod, Roy van Bokel e Circus E. Van Terwisja, 30 novembre 2023, IL Lettere del diario astrofisico.
doi: 10.3847/2041-8213/ad03f8

Il James Webb Space Telescope è il principale osservatorio di scienze spaziali al mondo. Webb risolve i misteri del nostro sistema solare, guarda oltre i mondi lontani attorno ad altre stelle ed esplora le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. WEB è un programma guidato a livello internazionale NASA Con i suoi partner l’Agenzia spaziale europea (ESA)Agenzia spaziale europea) e l’Agenzia spaziale canadese.