Utilizzano il telescopio spaziale Spitzer della NASA, ora in pensione, gli astronomi hanno già trovato prove  di scontri avvenuti attorno a giovani stelle con pianeti rocciosi in formazione ma queste osservazioni non hanno mai fornito troppi dettagli, come la dimensione degli oggetti coinvolti.

Ora, un nuovo studio, pubblicato sull'Astrophysical Journal e guidato da Kate Su dell'Università dell'Arizona, riporta le prime osservazioni di una nuvola di detriti mentre passava e bloccava momentaneamente la luce di una stella. Conoscendo le dimensioni e la luminosità della stella stessa, il transito ha permesso di stimare le dimensioni degli oggetti che si sono scontrati e di osservare la velocità con cui la nuvola si è dispersa.


Testimone oculare

Su e il suo team hanno iniziato osservazioni di routine di una stella di 10 milioni di anni chiamata HD 166191 nel 2015.

Nel primo periodo di vita di una stella, la polvere rimasta dalla sua formazione si aggrega per formare corpi rocciosi chiamati planetesimi, i semi dei pianeti. Una volta che il gas della nebulosa si disperde, le collisioni catastrofiche tra questi oggetti diventano comuni. Sperando di poter assistere a uno di questi scontri planetari, il team ha eseguito più di 100 osservazioni del sistema HD 166191 tra il 2015 e il 2019.

Sebbene i planetesimi siano troppo piccoli e distanti per essere risolti con il telescopio, un eventuale impatto avrebbe prodotto una grande quantità di polvere visibile da  Spitzer. Il telescopio, infatti, lavorava a luce infrarossa che è l'ideale per rilevare la polvere, compresi i detriti creati dalle collisioni di protopianeti.

A metà del 2018, il telescopio spaziale ha visto il sistema HD 166191 diventare significativamente più luminoso, suggerendo un aumento della produzione di detriti. Durante quel periodo, Spitzer ha anche rilevato una nuvola di detriti che bloccava la stella. Combinando l'osservazione di Spitzer del transito con le osservazioni dei telescopi a terra, il team ha potuto dedurre le dimensioni e la forma della nuvola stessa.

La ricerca suggerisce che la nuvola fosse molto allungata, con un'area minima stimata tre volte quella della stella. Tuttavia, la quantità di raggi infrarossi che Spitzer ha visto indica che solo una piccola parte di essa è passata davanti alla stella e che i detriti di questo evento coprivano un'area centinaia di volte più grande di quella osservata. Per produrre una nuvola così grande, gli oggetti della collisione devono avere le dimensioni di pianeti nani, come Vesta nel nostro Sistema Solare, che ha un diametro di 530 chilometri. Secondo gli astronomi, lo scontro iniziale ha generato abbastanza energia e calore per vaporizzare parte del materiale. Ha anche innescato una reazione a catena di impatti minori tra i frammenti della prima collisione, che probabilmente hanno creato la significativa quantità di polvere vista dal telescopio spaziale.

Nei mesi successivi, la grande nuvola di polvere è cresciuta di dimensioni ed è diventata più traslucida, indicando che la polvere e altri detriti si stavano rapidamente disperdendo in tutto il giovane sistema stellare. Entro il 2019, la nuvola non era più visibile.

"Osservando i dischi di detriti polverosi attorno alle giovani stelle, possiamo essenzialmente guardare indietro nel tempo e vedere i processi che potrebbero aver modellato il nostro Sistema Solare", ha affermato Su. "Conoscendo l'esito delle collisioni in questi sistemi, potremmo anche avere un'idea migliore della frequenza con cui si formano pianeti rocciosi attorno ad altre stelle".