La fuga di gas del sistema planetario T Cha. I sistemi planetari sono caratterizzati da varie fasi evolutive. Il JWST, grazie alle immagini e agli spettri raccolti con lo strumento Miri, è riuscito a catturare alcune caratteristiche “in rapida” evoluzione di un sistema planetario in formazione. I dati raccolti hanno permesso di stimare in quanto tempo il gas sul disco si esaurirà e T Cha assumerà sembianze simili al Sistema Solare. L’articolo è stato pubblicato su The Astronomical Journal.
La storia della formazione di un sistema planetario inizia con un’enorme sfera di gas e polvere, che collassa per formare una stella al centro e un disco di gas e polvere attorno ad essa. Le piccole particelle di polvere, nel corso del tempo, si uniscono in grumi solidi più grandi. Queste formano infine i nuclei dei pianeti, tra cui quelli rocciosi.
I pianeti a loro volta aspirano il gas circostante fino a formare l’atmosfera, come la Terra, o fino a diventare pianeti gassosi giganti. Una volta formati, questi pianeti questi possono scavare buchi nel disco di polvere, raccogliendo tutte le particelle presenti sul loro cammino. In alternativa, i pianeti utilizzano il gas per migrare, avvicinandosi o allontanarsi dalla stella.
Il sistema planetario T Cha e il gas
Il sistema planetario T Cha, situato nella costellazione del Camaleonte, era già stato osservato da Alma nelle lunghezze d’onda millimetriche e sub-millimetriche e nell’infrarosso dal telescopio Spitzer. Le immagini raccolte da Alma avevano mostrato un ampio varco nel disco di polveri. Questo indica che il sistema è ancora in formazione, ma si trova in una fase già evoluta e avanzata.
Le osservazioni di Spitzer, combinate con la spettroscopia ad alta risoluzione da terra, avevano invece individuato una presenza non trascurabile di gas neon ionizzato. Questo si stava allontanando dal disco ad una velocità di circa 10-15 km/s. Naman Sushil Bajaj, dottorando presso l’Università dell’Arizona e primo autore dello studio ha spiegato che: “Questi sono i motivi principali per cui abbiamo voluto osservare T Cha con Webb”.
Il ricercatore continua spiegando che: “Il telescopio per noi è fondamentale perché i suoi grandi specchi facilitano la risoluzione delle strutture gassose. In particolare l’emissione lenta del neon, mai osservata prima perché solo Webb è in grado di farlo. La struttura delle emissioni ci dice molto sull’origine di questo gas e su quanta massa si sta perdendo e, di conseguenza, quanto tempo occorrerà perché il gas scompaia definitivamente, congelando anche la formazione dei pianeti”.
Il gas e il sistema planetario T Cha
Il sistema T Cha, osservato con Webb nel nuovo studio, presenta già un ampio spazio nel disco di polvere, circa 20 unità astronomiche. Questo significa che probabilmente si sono formati dei pianeti. Anche il gas sta uscendo dal sistema. Questo comporta che tra qualche tempo non ce ne sarà più disponibile. Quindi i pianeti non potranno più aspirarlo né utilizzarlo per spostarsi o risucchiarlo.
Dopodiché avverrà l’ultima fase della formazione di questo sistema planetario in cui rimarranno pianeti e anelli di polvere come la fascia degli asteroidi e la fascia di Kuiper nel Sistema Solare. I ricercatori hanno voluto chiarire due concetti. Il primo, cosa spinge via il gas. Mentre il secondo, quanto tempo rimane prima che questo finisca.
Per poter dare una risposta al primo quesito, ci sono due possibili scenari. Potrebbe trattarsi di un vento di fotoni stellari ad alta energia. Quindi una sorta di vento solare. Oppure potrebbe essere il campo magnetico della stella che intreccia il disco di formazione dei pianeti. Andrew Sellek dell’Osservatorio di Leiden ha effettuato simulazioni di entrambi gli scenari per poterli confrontare con quanto osservato nel sistema.
Conclusioni
Le osservazioni di Webb fanno emergere che il gas viene proiettato da circa 1,3 unità astronomiche. Per avere un confronto circa la posizione della Terra rispetto al Sole. La massa di gas persa ogni anno è invece circa quella della Luna. Secondo le simulazioni si tratterebbe di un quadro compatibile con la teoria della foto-evaporazione. In questo scenario l’energia proveniente dalla stella colpisce il gas contenuto nel disco e lo riscalda, aumentando la temperatura fino a migliaia di gradi. Ciò lo fa evaporare nell’ambiente circostante, quindi nello spazio.
Il processo è simile a quello che accade quando la luce solare colpisce l’acqua dell’oceano e questa evapora nell’atmosfera della Terra. Ma quindi quanto tempo ci vorrà perché finisca il gas? Naman Sushil Bajaj conclude spiegando che: “L’aspetto più interessante del nostro studio è che per la prima volta abbiamo fotografato un gas in dispersione. E considerando le stime della massa del gas presente nel disco, possiamo dire che tutto il gas sarà scomparso entro circa 100mila anni. Un periodo davvero breve in termini astronomici”.
FONTE:
https://news.italy24.press/trends/1341140.html
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