DG Tau: Getti energetici da un sistema solare in erba


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L’immagine a sinistra dell’Osservatorio a raggi x Chandra della NASA mostra il primo getto X bifacciale mai rilevato da una giovane stella. Un getto simile potrebbe essere stato lanciato dal giovane Sole e avrebbe potuto avere un impatto significativo sul primo sistema solare.

La giovane stella, chiamata DG Tau, si trova nella regione del Toro, a circa 450 anni luce dalla Terra. La fonte luminosa dei raggi X al centro dell’immagine è DG Tau e il getto corre dall’alto a sinistra in basso a destra, estendendosi fino a circa 70 miliardi di chilometri di distanza dalla stella, o circa 700 volte la separazione Terra-Sole.

Un’analisi dettagliata di questa immagine, condotta da Manuel Guedel dell’Istituto di Astronomia, ETH Zuerich in Svizzera, mostra che il contro getto (in alto a sinistra) ha, in media, più energia nei raggi X rispetto al getto posto in avanti (in basso a destra). La spiegazione probabile è che alcuni dei raggi X a bassa energia nel contro getto sono assorbiti da un disco intorno a DG Tau, come mostrato nell’illustrazione a  destra, che raffigura la stella, il disco e le regioni interne dei getti.

Anche i raggi X altamente energetici vengono rilevati dalla  giovane stella, parzialmente assorbiti dai flussi di materiale che fluiscono dal disco alla stella. Il disco è troppo freddo per essere rilevato da Chandra. Si noti che la debole caratteristica verticale sotto la stella non mostra evidenza di un getto aggiuntivo, ma è un allineamento casuale di quattro fotoni.

Gli effetti del getto sull’ambiente circostante possono essere significativi. Altri ricercatori hanno già suggerito che i raggi X di una tipica stella giovane possono influenzare significativamente le proprietà del disco circostante, riscaldandolo e creando particelle cariche spogliando gli elettroni dagli atomi (un processo chiamato ionizzazione). Questi raggi X colpiscono il disco con un’angolazione bassa, attenuandone gli effetti. Nel caso dei jet della DG Tau, la potenza combinata dei raggi X nel jet è simile a quella di una giovane stella con una luminosità relativamente modesta, ma i raggi X dal jet hanno il vantaggio di colpire il disco molto più direttamente dall’alto e dal basso.

Guedel e colleghi sostengono che i potenti getti a raggi X potrebbero svilupparsi in qualsiasi momento durante l’evoluzione della maggior parte delle giovani stelle. Potrebbero, ad esempio, essere esistiti durante le prime fasi del sistema solare. La DG Tau ha circa la stessa massa del Sole, ma è molto più giovane con un’età di circa un milione di anni, invece dei circa 4,5 miliardi di anni del nostro Sole. Poiché è circondata da un disco dove possono formarsi pianeti, questa nuova immagine di Chandra suggerisce che la prima Terra e il suo ambiente potrebbero essere stati immersi nei raggi X di un jet come quello di DG Tau. 

Anche se non è noto se questi raggi X potrebbero aver avuto (se avvenuti) un impatto significativo sulla Terra in formazione, è possibile che abbiano fatto più bene che male. Ionizzando il disco i raggi X possono aver generato turbolenze, che avrebbero potuto avere un effetto sostanziale sull’orbita della giovane Terra, aiutandola a prevenire un disastroso tuffo nel Sole. Inoltre, l’irradiazione a raggi X dei dischi può anche essere importante nella produzione di molecole complesse nel disco che finiranno poi sui pianeti in formazione.

Le nuove osservazioni a raggi X dei jet a raggi X aggiungono nuove funzionalità alla già complessa storia della formazione di stelle e pianeti. La ionizzazione e la potenza termica dei raggi X dei getti dovranno essere inclusi nei calcoli dei modelli futuri che aiuteranno gli scienziati a capire l’evoluzione fisica e l’elaborazione chimica degli ambienti che alla fine portano a pianeti come quelli del nostro sistema solare.

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