Questa è un’immagine artistica di una giovane stella circondata da un disco di gas e polvere. Un team internazionale di astronomi ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb della NASA per studiare il disco attorno a una stella giovane e di massa molto bassa, nota come ISO-ChaI 147. I risultati rivelano la chimica più ricca di idrocarburi finora osservata in un disco protoplanetario. I risultati rivelano la più ricca chimica di idrocarburi finora osservata in un disco protoplanetario. Il team scientifico ha esplorato la regione intorno a ISO-ChaI 147, una stella di massa molto bassa, pari a 0,11 masse solari. Hanno scoperto che il gas nella regione di formazione dei pianeti della stella è ricco di carbonio. Ciò potrebbe significare che i mattoni dei pianeti potrebbero essere privi di carbonio perché tutte le sostanze chimiche contenenti carbonio sono evaporate e perse nel gas circostante. Di conseguenza, i pianeti rocciosi che si formeranno potrebbero essere poveri di carbonio.
Un team internazionale di astronomi ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb della NASA per studiare il disco di gas e polvere attorno a una giovane stella di massa molto bassa. I risultati rivelano il maggior numero di molecole contenenti carbonio finora osservato in un disco di questo tipo. Queste scoperte hanno implicazioni per la composizione potenziale di eventuali pianeti che potrebbero formarsi intorno a questa stella.
I pianeti rocciosi hanno più probabilità dei giganti gassosi di formarsi attorno a stelle di bassa massa, il che li rende i pianeti più comuni attorno alle stelle più comuni della nostra galassia. Si sa poco della chimica di questi mondi, che possono essere simili o molto diversi dalla Terra. Studiando i dischi da cui si formano questi pianeti, gli astronomi sperano di comprendere meglio il processo di formazione dei pianeti e la loro composizione.
I dischi di formazione dei pianeti attorno a stelle di massa molto bassa sono difficili da studiare perché sono più piccoli e più deboli dei dischi attorno a stelle di massa elevata. Un programma chiamato MIRI (Mid-Infrared Instrument) Mid-INfrared Disk Survey (MINDS) mira a utilizzare le capacità uniche di Webb per costruire un ponte tra l’inventario chimico dei dischi e le proprietà degli esopianeti.
“Webb ha una sensibilità e una risoluzione spettrale migliori rispetto ai precedenti telescopi spaziali a infrarossi”, ha spiegato l’autore principale Aditya Arabhavi dell’Università di Groningen nei Paesi Bassi. “Queste osservazioni non sono possibili dalla Terra, perché le emissioni del disco sono bloccate dalla nostra atmosfera”.
In un nuovo studio, questo team ha esplorato la regione attorno a una stella di massa molto bassa nota come ISO-ChaI 147, una stella di 1-2 milioni di anni che pesa appena 0,11 volte il Sole. Lo spettro rivelato dalla MIRI di Webb mostra la chimica più ricca di idrocarburi finora osservata in un disco protoplanetario: un totale di 13 diverse molecole contenenti carbonio. Le scoperte del team includono il primo rilevamento di etano (C2H6) al di fuori del nostro sistema solare, oltre a etilene (C2H4), propileo (C3H4) e il radicale metile CH3.
“Queste molecole sono già state rilevate nel nostro sistema solare, ad esempio in comete come 67P/Churyumov-Gerasimenko e C/2014 Q2 (Lovejoy)”, ha aggiunto Arabhavi. “Webb ci ha permesso di capire che queste molecole di idrocarburi non sono solo diverse ma anche abbondanti. È sorprendente che ora possiamo vedere la danza di queste molecole nelle culle planetarie. Si tratta di un ambiente di formazione dei pianeti molto diverso da quello a cui siamo soliti pensare“.
Questo grafico presenta alcuni dei risultati della MIRI Mid-INfrared Disk Survey (MINDS), che mira a creare un ponte tra l’inventario chimico dei dischi e le proprietà degli esopianeti. In un nuovo studio, un team scientifico ha esplorato la regione attorno a una stella di massa molto bassa, pari a 0,11 masse solari (nota come ISO-ChaI 147). Hanno scoperto che il gas nella regione di formazione dei pianeti della stella è ricco di carbonio. Questo potrebbe significare che i mattoni dei pianeti potrebbero essere privi di carbonio perché tutte le sostanze chimiche contenenti carbonio sono evaporate e perse nel gas circostante. Di conseguenza, i pianeti rocciosi che si formeranno potrebbero essere poveri di carbonio. Lo spettro rivelato dallo strumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) del James Webb Space Telescope della NASA mostra la più ricca chimica di idrocarburi finora osservata in un disco protoplanetario, composta da 13 molecole contenenti carbonio. Questo include la prima rilevazione extrasolare di etano (C2H6). Il team ha anche rilevato con successo l’etilene (C2H4), il propileo (C3H4) e il radicale metile CH3, per la prima volta in un disco protoplanetario. Questo grafico evidenzia i rilevamenti di etano (C2H6), metano (CH4), propile (C3H4), cianoacetilene (HC3N) e del radicale metile CH3.
Il team indica che questi risultati hanno grandi implicazioni per la chimica del disco interno e per i pianeti che vi si potrebbero formare. Poiché Webb ha rivelato che il gas del disco è così ricco di carbonio, è probabile che rimanga poco carbonio nei materiali solidi da cui si formerebbero i pianeti. Di conseguenza, i pianeti che potrebbero formarsi in quella zona potrebbero essere poveri di carbonio. (La Terra stessa è considerata povera di carbonio).
“Questo è profondamente diverso dalla composizione che vediamo nei dischi intorno alle stelle di tipo solare, dove dominano molecole contenenti ossigeno come l’acqua e l’anidride carbonica”, ha aggiunto Inga Kamp, membro del team e anch’essa dell’Università di Groningen. “Questo oggetto stabilisce che si tratta di una classe unica di oggetti”.
“È incredibile poter rilevare e quantificare la quantità di molecole che conosciamo bene sulla Terra, come il benzene, in un oggetto che si trova a più di 600 anni luce di distanza”, ha aggiunto il membro del team Agnés Perrin del Centre National de la Recherche Scientifique in Francia.
Il team scientifico intende poi espandere lo studio a un campione più ampio di dischi di questo tipo attorno a stelle di massa molto bassa, per capire quanto siano comuni o esotiche queste regioni ricche di carbonio per la formazione di pianeti terrestri. “L’espansione del nostro studio ci permetterà anche di capire meglio come si formano queste molecole”, ha spiegato Thomas Henning, membro del team e ricercatore principale del programma MINDS, del Max-Planck-Institut for Astronomy in Germania. “Diverse caratteristiche nei dati di Webb non sono ancora state identificate, quindi sono necessarie ulteriori spettroscopie per interpretare appieno le nostre osservazioni”.
Questo lavoro evidenzia anche la necessità cruciale per gli scienziati di collaborare tra le varie discipline. Il team osserva che questi risultati e i dati che li accompagnano possono contribuire ad altri campi, tra cui la fisica teorica, la chimica e l’astrochimica, per interpretare gli spettri e indagare nuove caratteristiche in questa gamma di lunghezze d’onda.
Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science.
Il James Webb Space Telescope è il più importante osservatorio scientifico spaziale del mondo. Webb sta risolvendo i misteri del nostro sistema solare, guardando oltre, verso mondi lontani intorno ad altre stelle, e sondando le misteriose strutture e le origini del nostro universo e del nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’ESA (Agenzia Spaziale Europea) e la CSA (Agenzia Spaziale Canadese).
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