(Immagine: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/SMA/ L. Matrà et al.) Anelli di comete sono stati scoperti intorno a 74 sistemi stellari alieni, rivelando non solo l’esistenza di trilioni di esocomete ghiacciate, ma anche la fonte della maggior parte dell’acqua in questi sistemi. La scoperta di quelli che vengono definiti “cinture di planetesimi” è stata fatta grazie a osservazioni congiunte dell’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Cile e del Submillimeter Array (SMA) sul Mauna Kea alle Hawaii. Poiché le cinture sono così lontane dalla loro stella centrale, sono fredde, con temperature che variano tra –418 e –238 gradi Fahrenheit (–250 a –150 gradi Celsius). Di conseguenza, emettono principalmente luce a lunghezze d’onda lunghe, da qui la necessità di ALMA e SMA. Sebbene per noi un millimetro sia piccolo, è molto più grande della lunghezza d’onda in nanometri della luce ottica e delle lunghezze d’onda in micron della luce infrarossa osservata da altri osservatori come il James Webb Space Telescope. La luce submillimetrica rilevata da ALMA e SMA proviene da innumerevoli piccoli “ciottoli”, di dimensioni millimetriche, che sono stati espulsi da corpi cometari più grandi mentre questi corpi più grandi si scontravano nel corso dei tempi cosmici. Gli astronomi affermano che questi tipi di cinture sono abbastanza comuni tra gli esopianeti. “Le esocomete sono massi di roccia e ghiaccio, di almeno 1 chilometro di dimensione, che si scontrano all’interno di queste cinture per produrre i ciottoli che osserviamo qui con gli array di telescopi ALMA e SMA,” ha detto Luca Matrà dell’Università di Dublino in una dichiarazione. “Le cinture di esocomete si trovano in almeno il 20% dei sistemi planetari.” Nel nostro sistema solare, la Cintura di Kuiper è una regione di corpi ghiacciati, alcuni dei quali attraversano il sistema solare interno come comete, che si trova lontano dal sole a distanze tra 30 e 55 unità astronomiche (UA; una UA è 149,6 milioni di chilometri/93 milioni di miglia, che è la distanza media tra la Terra e il sole). Un’impressione artistica di una Cintura di Kuiper intorno a un’altra stella. (Immagine: ESO/M. Kornmesser) Esocomete al di là del nostro sistema solare sono state precedentemente rilevate dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, le loro code si illuminano mentre passano vicino alla loro stella, e le cinture di planetesimi sono state identificate prima, ma mai in tali quantità. Da qui la necessità di questo sondaggio più completo. Matrà ha guidato la ricerca come parte del programma REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars (REASONS). “Le immagini rivelano una notevole diversità nella struttura delle cinture,” ha detto Sebastián Marino dell’Università di Exeter, membro del team REASONS. Le 74 cinture di planetesimi si trovano tutte intorno a stelle entro 500 anni luce dal nostro sistema solare. Hanno una gamma di età, alcune appena formate, altre ora vecchie di miliardi di anni. Si trovano tra decine di UA e centinaia di UA dalla loro stella, e alcune delle cinture sono inclinate o allungate, come se la gravità di un pianeta o pianeti non visibili le stesse tirando. Eppure, nonostante tutte le differenze tra loro, emergono dei modelli. Cinture di esocomete osservate con gli array ALMA e SMA. (Immagine: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/SMA/ L. Matrà et al.) “Ad esempio, [il sondaggio] ha confermato che il numero di ciottoli diminuisce per i sistemi planetari più vecchi man mano che le cinture esauriscono le esocomete più grandi che si scontrano, ma ha mostrato per la prima volta che questa diminuzione dei ciottoli è più rapida se la cintura è più vicina alla stella centrale,” ha detto Matrà. “Ha anche mostrato indirettamente — attraverso lo spessore verticale delle cinture — che oggetti non osservabili grandi fino a 140 chilometri, delle dimensioni di una luna, sono probabilmente presenti in queste cinture.” In generale, c’è anche una tendenza tra le 74 cinture di planetesimi a essere più grandi del previsto, estendendosi a grandi raggi dalla loro stella centrale. “Alcune sono anelli stretti, come nella classica immagine di una ‘cintura’ come la Cintura di Edgeworth–Kuiper del nostro sistema solare, ma un numero maggiore di esse sono larghe, e probabilmente meglio descritte come dischi piuttosto che anelli,” ha detto Marino. È possibile che ci sia un bias di osservazione in gioco qui; cinture più piccole più vicine alla loro stella sarebbero più calde e quindi non irradierebbero tanto a lunghezze d’onda submillimetriche, rendendo più difficile per ALMA e SMA rilevarle. Questa possibilità potrebbe essere seguita dal James Webb Space Telescope (JWST), che potrebbe rilevare cinture più calde. JWST potrebbe anche cercare strutture oltre la capacità di risoluzione di ALMA, come strette lacune nelle cinture o oggetti che vanno dai pianeti nani come Plutone a mondi completamente sviluppati. La ragione per REASONS, se mi permettete il gioco di parole, è di dare agli astronomi più indicazioni su come queste cinture ghiacciate si formano e si sviluppano, e imparare di più sul ruolo che giocano nei sistemi planetari nel loro insieme. Ad esempio, come comete, portano acqua ai mondi più vicini alla loro stella, forse per permettere la sopravvivenza della vita aliena su quei mondi? O le comete portano morte dal cielo impattando quei mondi e spazzando via la vita? Essendo in grado di confrontare queste cinture di planetesimi intorno ad altre stelle con la nostra Cintura di Edgeworth–Kuiper, che è una frontiera attualmente esplorata da pionieri come la missione New Horizons, gli astronomi possono svelare i segreti che questi regni congelati hanno tenuto nascosti. La ricerca è pubblicata nel numero di gennaio 2025 di Astronomy and Astrophysics.
Trilioni di comete scoperte in orbita attorno a sistemi planetari alieni (immagine)
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