Un nuovo studio utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile ha esaminato il complesso di nubi molecolari di Lupus, una delle regioni di formazione stellare a bassa massa più vicine e grandi dell’emisfero australe. Lì hanno trovato 73 dischi protoplanetari da esaminare in dettaglio, scoprendo che questi anelli di polvere e gas che formano i pianeti sono molto più piccoli di quanto pensassimo. Nell’ultimo decennio, gli astronomi hanno immaginato centinaia di dischi protoplanetari che formeranno esopianeti in un processo che può durare 10 milioni di anni o più. Tipicamente, hanno trovato che i dischi sono piuttosto grandi, estendendosi oltre l’orbita equivalente di Nettuno, il nostro pianeta più lontano. Ma una nuova ricerca di scienziati dell’Osservatorio di Leiden nei Paesi Bassi ha suggerito che questi dischi più grandi potrebbero non essere la norma. Dischi molto più piccoli potrebbero dominare, il che potrebbe essere stato trascurato poiché gli astronomi si sono concentrati su dischi più grandi, che sono più facilmente immaginabili e misurabili.
Esaminando i 73 dischi protoplanetari studiati, hanno scoperto che due terzi di essi erano piccoli, con un raggio medio di 6 unità astronomiche, con 1 unità astronomica (UA) che è la distanza tra la Terra e il Sole. Per riferimento, Giove si trova a 5,2 unità astronomiche, con il pianeta successivo, Saturno, a circa 10 UA. Il disco più piccolo identificato, nel frattempo, si estendeva a soli 0,6 UA, più vicino alla stella di quanto la Terra sia al Sole. Inoltre, i dischi generalmente non avevano i tipici gap visti in precedenza, dove si crede che si formino i pianeti giganti. “Questi risultati cambiano completamente la nostra visione di come appare un disco protoplanetario ‘tipico’”, ha detto in una dichiarazione un candidato al dottorato e autore dell’articolo, Osmar M. Guerra-Alvarado. “Solo i dischi più luminosi, che sono i più facili da osservare, mostrano gap su larga scala, mentre i dischi compatti senza tali sottostrutture sono in realtà molto più comuni.”
Questi dischi più piccoli sono stati generalmente trovati intorno a stelle di bassa massa, tra il 10 e il 50 percento della dimensione del nostro Sole, che sono le stelle più comuni nell’universo. Le osservazioni potrebbero spiegare anche come si formano i pianeti più comuni. “Le osservazioni mostrano anche che questi dischi compatti potrebbero avere condizioni ottimali per la formazione delle cosiddette super-Terre, poiché la maggior parte della polvere è vicina alla stella, dove si trovano tipicamente le super-Terre,” ha aggiunto la postdoc Mariana B. Sanchez. Il nostro Sistema Solare non ospita super-Terre, più massicce della Terra ma meno massicce dei giganti di ghiaccio come Nettuno e Urano. Il team crede che il nostro sistema debba aver avuto un disco protoplanetario più grande, che potrebbe produrre giganti gassosi più grandi, ma non ha dense raccolte di polvere vicino alla stella che possono finire per produrre super-Terre. “La scoperta che la maggior parte dei piccoli dischi non mostra gap implica che la maggior parte delle stelle non ospita pianeti giganti,” ha aggiunto l’assistente professore Nienke van der Marel dell’Osservatorio di Leiden. “Questo è coerente con ciò che vediamo nelle popolazioni di esopianeti intorno a stelle completamente cresciute. Queste osservazioni collegano direttamente la popolazione di dischi alla popolazione di esopianeti.”
Ulteriori studi ci aiuteranno a ottenere un’idea migliore della formazione planetaria e di ciò che è la norma. Tuttavia, sembra che la nostra precedente visione della formazione planetaria possa aver bisogno di un aggiornamento. “La ricerca mostra che siamo stati a lungo in errore su come appare un disco tipico,” ha aggiunto van der Marel. “Chiaramente, siamo stati influenzati dai dischi più luminosi e grandi. Ora finalmente abbiamo una panoramica completa dei dischi di tutte le dimensioni.” Lo studio è accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics ed è disponibile come preprint su arXiv.