Gli scienziati stanno seguendo le insegne al neon alla ricerca di indizi sul futuro di un sistema planetario e sul passato di un altro: il nostro sistema solare. A seguito di una lettura peculiare da parte del precedente osservatorio infrarosso di punta della NASA, il telescopio spaziale Spitzer, ora in pensione, il telescopio spaziale James Webb dell’agenzia ha rilevato tracce distinte dell’elemento neon nel disco polveroso che circonda la giovane stella simile al Sole SZ Chamaelontis (SZ Cha ).
Immagine: Disco protoplanetario SZ Chamaeleontis (concetto dell’artista)
Le differenze nelle letture del neon tra Spitzer e Webb indicano un cambiamento mai osservato prima nella radiazione ad alta energia che raggiunge il disco, che alla fine lo fa evaporare, limitando il tempo necessario ai pianeti per formarsi.
“Come siamo arrivati qui? Ritorna davvero a quella grande domanda, e SZ Cha è lo stesso tipo di stella giovane, una stella T-Tauri , come lo era il nostro Sole 4,5 miliardi di anni fa, all’alba del sistema solare”, ha affermato l’astronoma Catherine Espaillat della Boston University. , nel Massachusetts, che ha condotto sia le osservazioni Spitzer del 2008 che i risultati Webb appena pubblicati . “Le materie prime per la Terra, e in seguito per la vita, erano presenti nel disco di materiale che circondava il Sole dopo la sua formazione, e quindi studiare questi altri sistemi giovani è quanto di più vicino possiamo arrivare a tornare indietro nel tempo per vedere come il nostro la storia è iniziata”.
Gli scienziati usano il neon come indicatore di quanta e quale tipo di radiazione colpisce ed erode il disco attorno a una stella. Quando Spitzer osservò SZ Cha nel 2008, vide un valore anomalo, con letture al neon diverse da qualsiasi altro giovane disco di T-Tauri. La differenza è stata la rilevazione del neon III , che in genere è scarso nei dischi protoplanetari colpiti da raggi X ad alta energia. Ciò significava che la radiazione ad alta energia nel disco SZ Cha proveniva dalla luce ultravioletta (UV) anziché dai raggi X. Oltre ad essere l’unico risultato stravagante in un campione di 50-60 dischi stellari giovani, la differenza tra raggi UV e raggi X è significativa per la durata del disco e dei suoi potenziali pianeti.
Immagine: gas neon nel disco protoplanetario
I ricercatori ritengono che le drammatiche differenze nella rilevazione dei neon siano il risultato di un vento che, quando presente, assorbe la luce ultravioletta e lascia che i raggi X colpiscano il disco. Continueranno a utilizzare Webb per trovare altri esempi di variabilità nelle condizioni del disco, lavorando per una migliore comprensione di come si sviluppano i sistemi planetari attorno a stelle simili al Sole.
“I pianeti sono essenzialmente in una corsa contro il tempo per formarsi nel disco prima che evapori”, ha spiegato Thanawuth Thanathibodee della Boston University, un altro astronomo del gruppo di ricerca. “Nei modelli computerizzati dei sistemi in via di sviluppo, la radiazione ultravioletta estrema consente 1 milione di anni in più di formazione dei pianeti rispetto a quando l’evaporazione fosse causata prevalentemente dai raggi X”.
Quindi, SZ Cha era già un vero enigma quando il team di Espaillat è tornato a studiarlo con Webb, solo per trovare una nuova sorpresa: l’insolita firma del neon III era quasi scomparsa, indicando la tipica dominanza delle radiazioni a raggi X.
Il gruppo di ricerca ritiene che le differenze nelle tracce dei neon nel sistema SZ Cha siano il risultato di un vento variabile che, quando presente, assorbe la luce UV e lascia che i raggi X colpiscano il disco. I venti sono comuni in un sistema con una stella energetica appena formata, dice il team, ma è possibile catturare il sistema durante un periodo tranquillo e senza vento, che è ciò che è successo a Spitzer.
“Sia i dati Spitzer che quelli Webb sono eccellenti, quindi sapevamo che doveva trattarsi di qualcosa di nuovo che stavamo osservando nel sistema SZ Cha: un cambiamento significativo nelle condizioni in soli 15 anni”, ha aggiunto il coautore Ardjan Sturm dell’Università di Leiden, Leiden. , Olanda.
Il team di Espaillat sta già pianificando ulteriori osservazioni di SZ Cha con Webb, così come con altri telescopi, per arrivare al fondo dei suoi misteri. “Sarà importante studiare SZ Cha e altri sistemi giovani, in più lunghezze d’onda della luce, come i raggi X e la luce visibile, per scoprire la vera natura di questa variabilità che abbiamo trovato”, ha affermato il coautore Caeley Pittman di Università di Boston. “È possibile che periodi brevi e tranquilli dominati da radiazioni UV estreme siano comuni in molti sistemi planetari giovani, ma non siamo riusciti a catturarli.”
“Ancora una volta, l’universo ci mostra che nessuno dei suoi metodi è così semplice come vorremmo realizzarlo. Dobbiamo ripensare, riosservare e raccogliere più informazioni. Seguiremo le insegne al neon”, ha detto Espaillat.
Questa ricerca è stata accettata per la pubblicazione su Astrophysical Journal Letters .
Il James Webb Space Telescope è il principale osservatorio di scienze spaziali del mondo. Webb sta risolvendo i misteri del nostro sistema solare, guardando oltre, verso mondi lontani attorno ad altre stelle, e sondando le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’ESA (Agenzia spaziale europea) e l’Agenzia spaziale canadese.
