Dall’acqua nascono i pianeti: un’enorme quantità di vapore acqueo osservata a 450 anni luce dalla Terra

Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

Una quantità d’acqua pari ad almeno tre volte quella presente negli oceani terrestri. Un gruppo internazionale di studiosi l’ha osservata nella parte interna del disco di polveri e gas che ruota attorno alla stella HL Tauri, a 450 anni luce dal nostro pianeta. I risultati dell’indagine – pubblicati su Nature Astronomy – mostrano la presenza di una grande quantità di vapore acqueo distribuito in modo stabile in una regione precisa: una configurazione che offre le condizioni ideali per il processo di formazione dei pianeti, proprio come accadde 4,5 miliardi di anni fa nel nostro Sistema Solare.

“Fino ad oggi non era mai stato possibile mappare il modo in cui l’acqua è distribuita all’interno di un disco "protoplanetario", ovvero nelle regioni simili a dove presumibilmente si sono formati i pianeti del nostro Sistema Solare e dove si stanno formano altri sistemi planetari”, dice Leonardo Testi, professore al Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" dell’Università di Bologna. “Con questo studio siamo riusciti non solo a individuare la presenza di una grande quantità di acqua in forma gassosa, ma anche a catturare immagini dettagliate che ci hanno permesso di misurare la distribuzione del vapore acqueo in una regione di formazione planetaria a 450 anni luce da noi”.

Le molecole d’acqua sono un ingrediente fondamentale per la nascita di sistemi di pianeti, di particolare rilevanza è la cosiddetta frontiera della neve, la distanza dalla stella dove l'acqua evapora dai ghiacci. I modelli teorici prevedono infatti che in questa zona i granelli di polvere stellare si aggreghino più rapidamente e sia favorita la crescita degli embrioni che andranno poi a formare i pianeti.

Non è però affatto facile riuscire ad osservare da Terra la presenza di acqua nelle regioni di formazione planetaria, a causa dell'assorbimento dovuto alla grande quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera terrestre. Per superare questo ostacolo, gli studiosi si sono affidati alle straordinarie capacità di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un radiointerferometro di cui è partner ESO (European Southern Observatory) che si trova a 5.000 metri d’altezza nel deserto di Atacama, in Cile: l’ambiente molto secco e l’elevata altitudine offrono condizioni eccezionali di osservazione che permettono di minimizzare gli effetti negativi della presenza di vapore acqueo nell'atmosfera.

Grazie a questo strumento, è stato quindi possibile osservare una grande quantità d’acqua attorno a HL Tauri, una stella nella costellazione del Toro che si trova a 450 anni luce dalla Terra. Le immagini ottenute mostrano la presenza di una grande quantità di vapore acqueo ad una distanza dalla stella dove era stata precedentemente osservata una diminuzione locale nella distribuzione delle polveri: il tipo di ambiente in cui possono essersi accumulati gas e polvere in embrioni planetari.

I granelli di polvere che formano i dischi stellari sono infatti la base per la formazione dei pianeti: scontrandosi e raggruppandosi tra di loro producono corpi sempre più grandi in orbita attorno alla stella. Gli astronomi ritengono che nel punto in cui la temperatura è abbastanza fredda da trasformare il vapore acqueo in particelle di ghiaccio, i granelli di polvere possono accumularsi in modo più efficiente, dando così inizio al processo di formazione planetaria.

Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy con il titolo “Imaging the water content of the inner astronomica units of HL Tau”. Per l’Università di Bologna ha partecipato Leonardo Testi, professore al Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi".