Perché le comete, nate e cresciute nelle gelide periferie del Sistema Solare, contengono minerali che possono formarsi solo in condizioni di calore estremo? Questi piccoli corpi ghiacciati, spesso definiti ‘palle di neve sporche’, trascorrono infatti gran parte della loro vita nella Fascia di Kuiper o nella lontanissima Nube di Oort, dove il Sole scalda appena. Eppure, nelle loro polveri, gli scienziati hanno trovato più volte silicati cristallini, materiali che per nascere – dicevamo – richiedono temperature elevatissime.
Ora, guardando oltre il nostro Sistema Solare, il telescopio spaziale James Webb ha fornito la prima prova del meccanismo che rende possibile la presenza di cristalli anche in luoghi freddissimi, dimostrando che persino un minuscolo cristallo può intraprendere un viaggio molto lungo.
Webb ha puntato i suoi strumenti verso EC 53, una protostella situtata nella Nebulosa del Serpente, a circa 1300 anni luce dalla Terra, e ha mostrato con chiarezza che è proprio nei suoi paraggi che i silicati cristallini vengono forgiati, e più precisamente nella parte più interna e rovente del disco di gas e polveri che la circonda, per poi essere spinti verso l’esterno da venti e getti intensissimi. L’articolo che ne parla è stato pubblicato su Nature.
A differenza di molte giovani stelle, EC 53 segue un ritmo regolare. Circa ogni diciotto mesi entra in una fase di attività esplosiva che dura all’incirca cento giorni. In quel periodo accelera bruscamente la sua crescita, risucchiando una quantità enorme di gas e polveri dal disco circostante. Ma non tutto ciò che inghiotte viene trattenuto: una parte viene infatti espulsa sotto forma di getti e deflussi potenti. Durante questi episodi, più energetici e turbolenti, i silicati appena formati possono essere catapultati verso le zone più esterne del disco, dove un giorno potrebbero nascere comete e altri corpi ghiacciati.
Grazie allo strumento Miri del James Webb, specializzato nell’osservazione nel medio infrarosso, i ricercatori hanno raccolto spettri dettagliatissimi che hanno permesso di identificare con precisione i minerali presenti vicino alla stella, tra cui forsterite ed enstatite.
«I deflussi stratificati di EC 53 potrebbero sollevare questi silicati cristallini appena formati e trasferirli verso l’esterno, come se fossero su un’autostrada cosmica — spiega Jeong-Eun Lee, autrice principale della ricerca — Webb non solo ci ha mostrato esattamente quali tipi di silicati si trovano nella polvere vicino alla stella, ma anche dove si trovano sia prima sia durante un’esplosione».
L’illustrazione rappresenta metà del disco di gas e polvere che circonda la protostella EC 53. Le esplosioni stellari formano periodicamente silicati cristallini, che vengono lanciati verso l’alto e verso i bordi del sistema, dove possono eventualmente formarsi comete e altri corpi rocciosi ghiacciati.
Crediti: Nasa, Esa, Csa, Elizabeth Wheatley (STScI).
Per decenni, le ricerche hanno identificato silicati cristallini non solo nelle comete del nostro Sistema Solare ma anche in dischi protoplanetari lontani attorno ad altre stelle leggermente più vecchie, senza però riuscire a stabilire con precisione come ci siano arrivati. Con i nuovi dati di Webb, gli astronomi iniziano finalmente a ricostruire l’intero processo e a capire come queste condizioni possano verificarsi.
EC 53 è ancora letteralmente avvolta nella polvere e potrebbe restarlo per altri 100mila anni. Nel corso dei milioni di anni successivi, il suo disco protoplanetario – oggi popolato da minuscoli granelli e piccoli ciottoli – vedrà innumerevoli collisioni. Gli urti potrebbero costruire, lentamente, oggetti sempre più grandi, dalle rocce ai planetesimi, fino a porre le basi per la formazione di pianeti rocciosi e giganti gassosi. Con il passare del tempo il disco si assesterà, la polvere si disperderà e lo scenario diventerà più simile a ciò che vediamo nel nostro Sistema Solare attuale, ma con un’ampia distribuzione di silicati cristallini.
In apertura: in alto a sinistra, cerchiata, la protostella EC 53. Crediti: Nasa, Esa, Csa, STScI, Klaus Pontoppidan (Nasa-Jpl), Joel Green (STScI), Alyssa Pagan (STScI).