Un team internazionale di ricercatori ha identificato anelli di comete attorno a 74 sistemi stellari, rivelando non solo la presenza di migliaia di miliardi di esocomete ghiacciate, ma anche il ruolo cruciale che queste cinture planetesimali svolgono nel fornire acqua e altre molecole vitali ai sistemi planetari. Questa scoperta apre una finestra unica sulla comprensione dei processi dinamici e chimici che plasmano i sistemi stellari. La ricerca, pubblicata nel numero di gennaio 2025 di Astronomy and Astrophysics (rif.), rappresenta un passo significativo verso una comprensione più profonda dei sistemi stellari alieni e del ruolo delle comete in questi complessi ecosistemi cosmici.
La natura delle cinture esocometarie
La scoperta è il risultato di osservazioni congiunte effettuate dall’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Cile e dal Submillimeter Array (SMA) situato sul Mauna Kea, nelle Hawaii. Questi strumenti sono stati indispensabili per rilevare la luce submillimetrica emessa dalle cinture planetesimali, composte da innumerevoli ciottoli di pochi millimetri espulsi da corpi cometari più grandi in seguito a collisioni cosmiche. Poiché queste cinture si trovano a grandi distanze dalla loro stella centrale, presentano temperature estremamente basse, comprese tra -250 e -150 gradi Celsius. Di conseguenza, irradiano principalmente luce a lunghezze d’onda millimetriche, invisibili ai telescopi ottici tradizionali, ma perfettamente catturabili da strumenti come ALMA e SMA.
“Le esocomete sono massi di roccia e ghiaccio, grandi almeno 1 chilometro, che si scontrano all’interno di queste cinture per produrre i ciottoli che osserviamo qui con le serie di telescopi ALMA e SMA”, ha spiegato Luca Matrà dell’Università di Dublino, coordinatore dello studio condotto nell’ambito del programma REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars (REASONS). I risultati indicano che le cinture esocometarie si trovano in almeno il 20% dei sistemi planetari. Questi anelli di comete, che popolano i sistemi stellari alieni, sono analoghi alla Fascia di Kuiper nel nostro Sistema Solare, una regione ricca di corpi ghiacciati situata tra 30 e 55 unità astronomiche (UA) dal Sole.
Le esocomete sono già state osservate in passato grazie al Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, che ha rilevato le code di gas e polveri generate dal riscaldamento cometario durante il passaggio vicino alla loro stella. Tuttavia, l’indagine attuale rappresenta la prima identificazione su vasta scala di cinture planetarie in una quantità così significativa, sottolineando l’importanza di esplorazioni più approfondite.
Diversità e schemi nei sistemi stellari osservati
“Le immagini rivelano una notevole diversità nella struttura delle cinture”, ha dichiarato Sebastián Marino dell’Università di Exeter, membro del team REASONS. Le 74 cinture esaminate si trovano attorno a stelle entro 500 anni luce dal nostro Sistema Solare e presentano una gamma di età. Alcune appena formate, altre vecchie di miliardi di anni. Le loro distanze dalle stelle centrali variano da alcune decine a centinaia di unità astronomiche, e alcune di esse mostrano inclinazioni o forme allungate, probabilmente influenzate dalla gravità di pianeti invisibili.
Nonostante questa eterogeneità, lo studio ha identificato schemi comuni. Matrà ha sottolineato che “il numero di ciottoli diminuisce nei sistemi planetari più antichi, man mano che le cinture si esauriscono a causa delle collisioni tra esocomete più grandi. Tuttavia, è stato osservato per la prima volta che questa diminuzione è più rapida se la cintura si trova più vicina alla stella centrale”. Inoltre, attraverso lo spessore verticale delle cinture, il team ha dedotto l’esistenza di oggetti massicci e inosservabili, potenzialmente grandi fino a 140 chilometri, che potrebbero rappresentare pianeti nani o corpi simili.
Un’altra scoperta significativa riguarda le dimensioni delle cinture: molte si estendono per grandi raggi, superando le aspettative basate sulle osservazioni precedenti. “Alcuni sistemi mostrano anelli stretti, simili alla Fascia di Edgeworth-Kuiper del nostro Sistema Solare, ma la maggior parte appare come dischi ampi e diffusi”, ha aggiunto Marino. È possibile che questa diversità sia influenzata da un bias osservativo, poiché cinture più piccole e più vicine alla stella, essendo più calde, emettono meno luce submillimetrica e risultano meno visibili per ALMA e SMA.
Implicazioni future per la ricerca sui sistemi stellari
Il James Webb Space Telescope (JWST) potrebbe svolgere un ruolo chiave nel colmare queste lacune, rilevando cinture più calde e analizzando dettagli strutturali al di sotto della risoluzione attuale di ALMA. Potrebbe inoltre individuare oggetti come pianeti nani o mondi più grandi, aprendo la strada a nuove scoperte sulla formazione e l’evoluzione dei sistemi stellari.
Questi anelli di comete nei sistemi stellari alieni offrono informazioni cruciali sul trasporto di acqua verso pianeti interni, un processo che potrebbe influenzare la possibilità di vita aliena. Come nel nostro Sistema Solare, dove le comete sono ritenute responsabili di aver fornito una parte significativa dell’acqua terrestre, è possibile che dinamiche simili si verifichino altrove. Tuttavia, le esocomete potrebbero anche rappresentare una minaccia, causando catastrofi planetarie con impatti devastanti.
Confrontando queste cinture planetarie con la Fascia di Kuiper del nostro Sistema Solare, attualmente esplorata dalla missione New Horizons, gli astronomi stanno scoprendo nuove informazioni sui processi dinamici e chimici che governano i regni ghiacciati oltre i confini del nostro sistema. Il programma REASONS intende fornire una base di conoscenze per comprendere meglio il ruolo di queste cinture nel contesto dei sistemi stellari e della loro evoluzione.
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