La nuova osservazione di 21 dischi di detriti estremi suggerisce che la polvere ha origine da violenti impatti tra corpi che formano pianeti e potrebbe segnalare i sistemi stellari durante i terremoti.
I tipi di collisioni tra piccoli sistemi interstellari noti come dischi di detriti estremi sono importanti per la comprensione degli scienziati del nostro Sistema Solare, che si pensa si sia verificato negli stessi eventi di impatto che hanno creato la nostra Luna e modellato la Terra primordiale. Credito immagine: NASA / ESA / CSA / Joseph Olmsted, STScI.
“Questa è la prima volta che raccogliamo abbastanza sistemi per comprendere veramente questa sottoclasse che chiamiamo dischi di detriti in eccesso”, ha detto l’autrice principale, la dottoressa Kate Su, astronoma dello Space Science Institute.
“Prima di Webb, avevamo informazioni limitate. Sapevamo che erano strani e molto diversi dai dischi di detriti freddi che conosciamo, come Vega e Fomalhaut.”
“Ora che abbiamo più dati, possiamo annotare ciò che questi dischi rappresentano nella formazione e nell’evoluzione dei pianeti.”
Gli astronomi hanno analizzato gli spettri nel medio infrarosso di 21 dischi di detriti (EDD): 16 dello strumento per il medio infrarosso del telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA e cinque del telescopio spaziale Spitzer della NASA.
In 12 sistemi sono stati ottenuti per la prima volta spettri completi del medio infrarosso.
La polvere non è come quella che si trova nei dischi di detriti dei pianeti normali. I grani dell’EDD hanno tipicamente dimensioni inferiori al micron, più piccoli dei grani inferiori al micron che dominano i dischi protoplanetari e sono molto più sottili.
I grani mostrano anche segni di riscaldamento e alterazione, inclusi alti livelli di silicati cristallini e, in alcuni sistemi, di silice.
Otto dei 21 sistemi, circa il 38%, sono stati classificati come ricchi di silice. Meno del 10% dei dischi protoplanetari rientra in questa categoria.
I ricercatori propongono che la silice si formi quando colpisce la roccia calda e il vapore si condensa rapidamente, un processo simile a come si formano le sferule vetrose nei detriti da impatto sulla Terra e sulla Luna.
I silicati cristallini come la forsterite possono essere formati per condensazione o ricottura, dove la polvere esistente viene riscaldata e riorganizzata.
Secondo gli autori, i dischi ricchi di silice si sono formati a seguito di collisioni tra grandi nuclei planetari paragonabili a quelli di Marte.
I dischi poveri di silice, ricchi di silicati cristallini, possono provenire da fonti energetiche, possibilmente all’interno di piccoli corpi delle dimensioni della Luna o crateri a bassa velocità.
“Solo vedere la loro emissione nel medio infrarosso e le buone caratteristiche spettrali con Webb, che ci ha permesso di identificare le loro canzoni, è stato molto emozionante per me”, ha detto la dottoressa Agnes Kospal, astronoma dell’Osservatorio Konkoly.
“Non abbiamo altro modo per studiare direttamente questi embrioni planetari perché sono così piccoli.”
Gli EDD ricchi di silice compaiono solo in stelle di età inferiore a 300 milioni di anni, in linea con le simulazioni in cui la fase di impatto principale della formazione dei pianeti terrestri svanisce dopo poche centinaia di milioni di anni.
Tre EDD nel campione hanno più di 300 milioni di anni e tutti e tre sono i più poveri con caratteristiche dure di 10 micron.
Il team suggerisce che tali sistemi, così come altri dischi poveri di silice con grandi quantità di piccoli grani, potrebbero essere segni di instabilità dinamiche tardive, quando pianeti o altri corpi riorganizzano i loro percorsi e scuotono le cose.
“Il modo in cui si formano i pianeti rocciosi e i pianeti giganti fa parte della storia più ampia della formazione del Sistema Solare. È tutta una storia”, ha affermato il dottor Su.
“Il nostro lavoro sui dischi di detriti estremi ci sta aiutando a ricostruire il quadro più ampio di ciò che comprendiamo attualmente.”
Risultati da Il diario astrofisico.
_____
Kate YL Su et al. 2026. Dischi di detriti estremi: approfondimenti sulle collisioni violente nella formazione e distruzione dei pianeti. ApJ 1010, 1; doi: 10.3847/1538-4357/ae88fe