Comete in viaggio verso l’interno di un sistema planetario ancora giovane. È quanto potrebbero aver osservato gli astronomi dell’Università di Lund attorno a Pds 70, una stella che si trova a una distanza di circa 370 anni luce dalla Terra. Le loro ricerche sono state raccolte in uno studio pubblicato su Nature Communications e, se confermata, la scoperta offre nuovi indizi su uno degli enigmi più dibattuti dagli astronomi: da dove arriva l’acqua del nostro pianeta? E potrebbe esistere un meccanismo che la trasporta verso le regioni dove si formano i pianeti?
Pds 70 ha poco più di cinque milioni di anni, è una stella T Tauri con un sistema planetario estremamente giovane, ancora nelle prime fasi della sua evoluzione. Attorno alla stella, leggermente più fredda del Sole, orbitano almeno due pianeti giganti gassosi. Nel 2023 era già stata rilevata la presenza di vapore acqueo nelle sue vicinanze.
Ora, analizzando osservazioni del 2018, i ricercatori hanno individuato alcune variazioni nella quantità di sodio gassoso davanti alla stella. Il segnale compare e scompare nel corso di diverse notti e questo induce a sospettare che possa essere il prodotto del passaggio di esocomete.
Per arrivare a questo risultato, i ricercatori hanno analizzato 52 spettri della stella ottenuti con lo spettrografo Harps dell’Eso, installato sul telescopio da 3,6 metri di La Silla, in Cile. Le osservazioni sono state effettuate in 22 notti tra il 2018 e il 2020, con la serie più completa concentrata sul 2018. In quell’anno, nell’arco di 46 giorni, le righe del sodio sono comparse e scomparse più volte, cambiando anche la loro velocità rispetto alla stella.
Questo comportamento è compatibile con quello che ci si aspetterebbe dal passaggio di una cometa davanti alla stella. Quando una cometa le si avvicina, il calore fa sublimare il ghiaccio presente sulla sua superficie, trasformandolo direttamente in gas. Si forma così una nube di materiale che, muovendosi lungo la linea di vista, può lasciare nella luce stellare una riga di assorbimento. Il movimento della nube modifica la posizione della riga per effetto Doppler; quando il materiale non si trova più davanti alla stella, il segnale può scomparire.
Nel caso di Pds 70, gli astronomi non hanno quindi osservato direttamente le esocomete. La loro presenza è stata ipotizzata sulla base del gas prodotto dalla sublimazione e, in particolare, del comportamento delle righe del sodio.
Le comete si formano nelle zone più fredde ed esterne di un sistema planetario, dove l’acqua può conservarsi sotto forma di ghiaccio. Le loro orbite possono però essere perturbate dall’incontro ravvicinato con corpi massicci, come un gigante gassoso. L’influenza gravitazionale di questi pianeti può deviarne il percorso e, in alcuni casi, spingerle verso le regioni interne del sistema.
È proprio questo aspetto a rendere interessante l’osservazione di PDS 70. Se le comete riescono a raggiungere le zone interne, possono trasportare con sé acqua e altre sostanze volatili verso le regioni in cui si stanno formando i pianeti. Un processo simile a ciò che potrebbe essere avvenuto nel Sistema solare primordiale.
Per verificare se un simile meccanismo sia dinamicamente possibile, i ricercatori hanno simulato il movimento di numerosi corpi nel sistema. I risultati indicano che l’interazione gravitazionale con i due pianeti giganti, PDS 70 b e PDS 70 c, può perturbare corpi presenti nelle regioni più esterne del sistema, a distanze superiori a 54 unità astronomiche dalla stella, indirizzandoli verso le regioni interne nell’arco di pochi milioni di anni.
Le simulazioni mostrano inoltre che alcuni di questi corpi possono essere immessi su orbite molto eccentriche, portandoli a passare vicino alla stella. È proprio in questa fase che il riscaldamento può provocare una forte sublimazione del materiale ghiacciato e produrre le nubi di gas osservate.
L’origine dell’acqua terrestre rimane una questione aperta. Asteroidi e comete ricchi d’acqua sono tra i possibili corpi che potrebbero aver contribuito a rifornire la giovane Terra. Osservare un sistema planetario ancora nelle prime fasi della sua evoluzione offre quindi l’opportunità di studiare un possibile meccanismo di trasporto dell’acqua mentre è ancora in corso.
Secondo i ricercatori, si tratta della prima evidenza di questo tipo riferita a una stella relativamente fredda e simile al Sole, nonché del sistema più giovane nel quale sia stata proposta un’attività di esocomete. L’interpretazione rimane però indiretta: saranno necessarie ulteriori osservazioni per stabilire con maggiore certezza la natura del fenomeno.
Osservare altri sistemi planetari ancora nelle prime fasi della loro evoluzione può quindi aiutarci a comprendere meglio anche la storia del Sistema solare e della Terra.
La conferma e lo studio più dettagliato del fenomeno potrebbero arrivare con l’Extremely Large Telescope (ELT), attualmente in costruzione in Cile. Le sue osservazioni potranno inoltre contribuire a stabilire se PDS 70 ospita altri pianeti e a ricostruire con maggiore precisione come acqua e altre sostanze fondamentali vengano distribuite durante la formazione di un sistema planetario.
Guarda anche un video che racconta della scoperta di elementi pesanti attorno alle comete del Sistema Solare, un’altra scoperta utile a ricostruirne l’evoluzione: 👉
Immagine in cima alla pagina: Ricostruzione artistica di un sistema esoplanetario, con alcune comete in avvicinamento alla stella madre
Crediti: Eso/L. Calcada
