Utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), gli astronomi hanno rilevato acqua gassosa nel disco di formazione del pianeta attorno alla stella V883 Orionis. Quest’acqua porta una firma chimica che spiega in che modo abbia viaggiato dalle nubi di gas che formano le stelle ai pianeti, e supporta l’idea che l’acqua sulla Terra sia persino più antica del nostro Sole.
“Ora possiamo far risalire le origini dell’acqua nel nostro Sistema Solare a prima della formazione del Sole”, ha affermato John J. Tobin, astronomo del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) degli Stati Uniti e autore principale dello studio.
Studiando V883 Orionis
Questa scoperta è stata fatta studiando la composizione dell’acqua in V883 Orionis, un disco di formazione planetaria a circa 1300 anni luce di distanza dalla Terra. Quando una nube di gas e polvere collassa forma una stella al suo centro. Intorno alla stella, anche il materiale della nuvola forma un disco. Nel corso di pochi milioni di anni, la materia nel disco si aggrega per formare comete, asteroidi e infine pianeti. Tobin e il suo team hanno usato ALMA, di cui l’Osservatorio europeo meridionale (ESO) è partner, per misurare le firme chimiche dell’acqua e il suo percorso dalla nube di formazione stellare ai pianeti.
L’acqua di solito consiste in un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. Il team di Tobin ha studiato una versione leggermente più pesante in cui uno degli atomi di idrogeno viene sostituito con il deuterio, un isotopo pesante dell’idrogeno. Poiché l’acqua semplice e quella pesante si formano in condizioni diverse, il loro rapporto può essere utilizzato per tracciare quando e dove si sia formata.
Ad esempio, è stato dimostrato che questo rapporto in alcune comete del Sistema Solare è simile a quello dell’acqua sulla Terra, suggerendo che le comete potrebbero averla fornita alla Terra.
Il viaggio dell’acqua dalle nuvole alle giovani stelle e poi dalle comete ai pianeti, è stato precedentemente osservato, ma fino ad ora mancava il collegamento tra le giovani stelle e le comete. “V883 Orionis è l’anello mancante in questo caso”, ha dichiarato Tobin. “La composizione dell’acqua nel disco è molto simile a quella delle comete nel nostro Sistema Solare. Questo conferma l’idea che nei sistemi planetari si sia formata miliardi di anni fa, prima del Sole, nello spazio interstellare, ed è stata ereditata sia dalle comete che dalla Terra, relativamente immutata”.
Un’osservazione complicata
“La maggior parte dell’acqua nei dischi che formano i pianeti è congelata, quindi di solito è nascosta alla nostra vista”, ha affermato la coautrice Margot Leemker, una studentessa di dottorato presso l’Osservatorio di Leida nei Paesi Bassi. L’acqua gassosa può essere rilevata grazie alla radiazione emessa dalle molecole mentre ruotano e vibrano, ma ciò è più complicato quando è ghiacciata, dove il movimento delle molecole è più limitato. L’acqua gassosa si trova verso il centro dei dischi, vicino alla stella, dove è più calda. Tuttavia, queste regioni sono nascoste dal disco di polvere stesso e sono anche troppo piccole per essere riprese con i nostri telescopi.
Fortunatamente, in un recente studio è stato dimostrato che il disco V883 Orionis è insolitamente caldo. Una misteriosa esplosione di energia dalla stella riscalda il disco, “fino a una temperatura in cui l’acqua non è più sotto forma di ghiaccio, ma gas, permettendoci di rilevarla”, ha detto Tobin.
Il team ha utilizzato ALMA, una serie di radiotelescopi nel nord del Cile, per osservare l’acqua gassosa in V883 Orionis. Grazie alla sua sensibilità e capacità di discernere piccoli dettagli sono stati in grado sia di rilevarla e determinarne la composizione, sia di mapparne la distribuzione all’interno del disco. Dalle osservazioni, hanno scoperto che questo disco contiene almeno 1200 volte la quantità di acqua di tutti gli oceani della Terra.
In futuro i ricercatori sperano di utilizzare il prossimo telescopio estremamente grande dell’ESO e il suo strumento di prima generazione METIS.
Questo strumento sarà in grado di risolvere la fase gassosa dell’acqua in questi tipi di dischi, rafforzando il collegamento del percorso della stessa dalle nuvole di formazione stellare ai sistemi solari. “Questo ci darà una visione molto più completa del ghiaccio e del gas nei dischi che formano i pianeti”, ha concluso Leemker.
Fonte: Nature
