La sonda Chandra della NASA scopre zone pericolose intorno alle stelle
Utilizzando il Telescopio Spaziale a raggi X Chandra della NASA e il Telescopio Spaziale Spitzer (ora disattivato), un gruppo di astronomi ha individuato delle vere e proprie “zone di pericolo” per i pianeti in formazione attorno a stelle giovani. Queste scoperte sono state rese possibili da osservazioni dettagliate dell’ammasso stellare Cygnus OB2 , situato a circa 4.600 anni luce dalla Terra . Cygnus OB2 è uno dei più grandi ammassi stellari vicini, contenente centinaia di stelle massicce e migliaia di stelle più piccole.
Le immagini ottenute sono state combinate per creare un vasto mosaico , che ha consentito agli scienziati di evidenziare la luminosità dei raggi X ad alta energia diffusi tra le stelle, costruendo così un inventario delle stelle giovani e luminose di Cygnus OB2 . Questo inventario è stato arricchito con dati ottici e infrarossi provenienti da Spitzer , che hanno permesso di effettuare un censimento completo dell’ammasso.
L’immagine composita finale rivela le emissioni diffuse di raggi X (in viola), che delineano le giovani stelle di Cygnus OB2, e i dati infrarossi (in rosso, verde, blu e ciano), che mostrano altre stelle giovani, oltre a polvere e gas freddi nella regione. Le grandi stelle neonate emettono intensi raggi X e radiazioni ultraviolette, creando un ambiente ostile per la formazione planetaria attorno alle stelle vicine.
Il principale rischio per i pianeti in formazione nei densi ammassi stellari come Cygnus OB2 deriva dalla potente radiazione emessa dalle giovani stelle massicce. Questa radiazione colpisce i dischi protoplanetari — nubi piatte e in rotazione composte da gas e polveri, che rappresentano il materiale per la nascita dei pianeti — e può causarne l’evaporazione tramite un processo noto come fotoevaporazione . Successivamente, il materiale vaporizzato viene espulso dalla stella attraverso la pressione della radiazione, creando un fenomeno chiamato “ vento del disco ”.
Per una stella di massa media, come il Sole , fotoevaporazione e venti del disco impiegano tra 5 e 10 milioni di anni per dissolvere completamente un disco protoplanetario. Tuttavia, nelle regioni ad alta concentrazione di stelle massicce, il processo può essere molto più rapido a causa dell’intensità della radiazione ultravioletta e dei raggi X.
I dati forniti dai telescopi Chandra e Spitzer hanno dimostrato l’accelerazione della dissipazione dei dischi protoplanetari esposti a livelli elevati di radiazione. In particolare, è stato osservato che questa dissoluzione è più rapida nelle zone di Cygnus OB2 ad alta densità stellare. Nelle aree meno dense dell’ammasso, circa il 40% delle stelle giovani mantiene dischi protoplanetari, mentre nelle regioni più affollate questa percentuale scende al 18% . Nelle aree più vicine alle stelle più massicce, in un raggio di circa 1,6 anni luce , la presenza di dischi scende drasticamente fino a quasi l’1%.
Queste “zone di pericolo” per la formazione planetaria evidenziano i rischi che i dischi protoplanetari affrontano in ambienti stellari densi e pieni di radiazioni ad alta energia. Le conclusioni di questo studio, pubblicate su The Astrophysical Journal , includono anche un’analisi complementare che ha indagato le caratteristiche delle emissioni a raggi X provenienti dai venti del disco intorno alle stelle massicce. Questa ricerca sottolinea ulteriormente come la formazione di pianeti sia influenzata dalle condizioni estreme che si trovano negli ammassi stellari densi come Cygnus OB2, fornendo nuove conoscenze sui fattori che possono ostacolare o favorire la nascita di sistemi planetari.