Nuove scoperte sul processo di formazione dei giganti gassosi.

La formazione dei pianeti come Giove o Saturno, i giganti gassosi, nei sistemi stellari, è ancora argomento di discussione fra gli scienziati. Ci sono fattori concomitanti che sembrerebbero rendere poco probabile la formazione di questo tipo di pianeti, che l’osservazione ci dice invece essere mediamente diffusi nell’universo. Ancora non si sono comprese perfettamente le dinamiche di questo processo. Uno studio, però, ha proposto delle simulazioni computerizzate che potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio come si formano i giganti gassosi.

Rappresentazione artistica dell’aspetto dei dischi che formano i pianeti attorno alle giovani stelle. Credits: MPIA graphics department

I dubbi sulla formazione di questi pianeti sorgono a causa dei tempi stimati per lo svilupparsi di singole parti del processo di formazione immaginato. I giganti gassosi sono costituiti da un nucleo solido, circondato da una gran massa di gas, trattenuto dalla immensa forza gravitazionale del pianeta. Inizialmente si deve formare il nucleo solido, della dimensione stimata di 10 masse terrestri, in seguito viene catturato gravitazionalmente il gas.

I giganti gassosi del Sistema Solare

La formazione di tale nucleo centrale solido, però, nasconde ancora più di qualche mistero. Gli studi sulle dinamiche dei dischi protoplanetari, infatti, stimano una durata di essi non sufficiente all’accumulo di grossi pezzi solidi ghiacciati, che avrebbero bisogno di tempi più lunghi per raggiungere le dimensioni finali ipotizzate per il nucleo dei giganti gassosi. A quel punto, il gas necessario per formare l’involucro esterno, disperso o finito sulla stella, non sarebbe più disponibile, in quantità e densità sufficiente a completare la formazione dei giganti gassosi.

Situazione ancor precedente alla formazione di un disco protoplanetario

Cosa mostrano le simulazioni al computer

La simulazione con potenti computer ha portato gli studiosi a concludere che la dinamica ipotizzabile potrebbe essere inedita. Pezzi piccoli, ciottoli, si formerebbero naturalmente (sempre per attrazione gravitazionale) a causa di collisioni nella parte esterna del disco protoplanetario. Poi scivolerebbero lentamente verso il pozzo gravitazionale del sistema stellare, finendo nel disco interno, dove possono anche aggregarsi tra di loro.

La parte più interna di un disco protoplanetario, con la sua stella centrale. (Rappresentazione artistica)

La velocità di accrescimento dovuta alla collisione di questi frammenti è risultata più alta di quella di un nucleo unico, e compatibile con i tempi di sussistenza del disco di polveri e gas, con cui può arrivare a conclusione la formazione di un pianeta gassoso come Giove o Saturno, o quelli extrasolari rilevati che ruotano attorno a stelle non particolarmente lontane.

Riferimenti: The Astrophisical Journal

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