Gli astronomi rivelano un nuovo legame tra acqua e formazione dei pianeti

Un team internazionale di ricercatrici e ricercatori ha scoperto la presenza di vapore acqueo nel disco protoplanetario orbitante una giovane stella, proprio dove potrebbero formarsi nuovi pianeti. 

L'acqua è, infatti, un ingrediente fondamentale per la vita sulla Terra e si pensa che svolga un ruolo significativo anche nella formazione dei pianeti. Tuttavia, finora non eravamo mai stati in grado di mappare la distribuzione dell'acqua in un disco stabile e freddo, il tipo di disco che offre le condizioni più favorevoli alla formazione di pianeti intorno a giovani stelle. Le nuove scoperte sono state possibili grazie alle capacità uniche dell'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

"Non avrei mai immaginato di poter scattare una fotografia di oceani di vapore acqueo nella stessa regione in cui è probabile che si formi un pianeta", afferma Stefano Facchini, astrofisico, docente del dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" dell'Università Statale di Milano, che ha guidato lo studio pubblicato oggi su Nature Astronomy. Le osservazioni rivelano una quantità di acqua almeno tre volte superiore a quella contenuta in tutti gli oceani della Terra nelle regioni interne del disco della giovane stella HL Tauri. Questa è simile al Sole, ed è situata a 450 anni luce dalla Terra nella costellazione del Toro.

"È davvero notevole che si riesca non solo a rilevare, ma anche a catturare immagini dettagliate e a risolvere spazialmente il vapore acqueo a una distanza di 450 anni luce da noi", aggiunge il coautore Leonardo Testi, astronomo dell'Università di Bologna. Le osservazioni "spazialmente risolte" con ALMA consentono agli astronomi di determinare la distribuzione dell'acqua nelle diverse regioni del disco. "Partecipare a una scoperta così importante nell'iconico disco HL Tauri è stato al di là di quanto mi sarei mai aspettato per la mia prima esperienza di ricerca in astronomia", aggiunge Mathieu Vander Donckt dell'Università di Liegi, in Belgio, che era uno studente di master quando ha partecipato alla ricerca.

È stata trovata una quantità significativa di acqua nella regione in cui esiste una depressione in densità (gap) nota nel disco di HL Tauri. Questi gap sono scavati nei dischi ricchi di gas e polvere da corpi celesti giovani in orbita che accumulano materiale e incrementano la loro massa durante questo processo. "Le nostre recenti immagini rivelano una notevole quantità di vapore acqueo a una serie di distanze dalla stella che includono un gap in cui un pianeta potrebbe stare nascendo in questo momento", spiega Facchini. Ciò suggerisce che questo vapore acqueo potrebbe influenzare la composizione chimica dei pianeti che si stanno formando in quelle regioni.

Osservare l'acqua con un telescopio da terra non è un'impresa da poco, poichè l'abbondante vapore acqueo presente nell'atmosfera terrestre degrada i segnali astronomici. ALMA, di cui l'European Southern Observatory (ESO) è partner, è un radiointerferometro nel deserto cileno di Atacama, a circa 5.000 metri di altezza, costruito in un ambiente secco ed ad elevata altitudine proprio per ridurre al minimo questa degradazione, offrendo condizioni di osservazione eccezionali. "Ad oggi, ALMA è l'unica struttura in grado di risolvere spazialmente l'acqua in un disco freddo che ospita la formazione di un pianeta", afferma il coautore Wouter Vlemmings, professore alla Chalmers University of Technology in Svezia [1].