La creazione dei pianeti inizierebbe con migliaia di granelli millimetrici che si assemblano in un ammasso dopo essersi scontrati tra loro in condizioni microgravità per alcuni minuti. Scosse e caricate durante il loro viaggio nello cosmo, le minuscole particelle si legano insieme formando grumi di circa tre centimetri.
Un team di scienziati dell’Università di Duisburg-Essen, in Germania, sta studiando questa crescita causata dalle collisioni per comprendere come nascono i pianeti. E i risultati di questo progetto di ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature e illustrati nell’articolo “The growth of super-large pre-planetary pebbles to an impact erosion limit”.
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Nascita dei pianeti
I pianeti si formano quando polvere e roccia presenti nel disco attorno a una giovane stella si scontrano e si combinano formando corpi sempre più grandi. Ci vogliono milioni di anni prima che i granelli di polvere diventino un pianeta.
Il viaggio cosmico inizia con una nuvola di gas e polvere. Le particelle di polvere si scontrano e formano aggregati, mentre la gravità spinge costantemente altra materia verso gli ammassi in crescita, fino a quando non diventano pianeti a tutti gli effetti.
I processi alla base della formazione dei pianeti non sono ancora del tutto compresi, per questo gli astrofisici dell’Università di Duisburg-Essen hanno deciso di escludere la gravità terrestre dall’equazione. Erano stati effettuati alcuni test durante un esperimento sulla torre di caduta, ma nove secondi di microgravità non erano stati sufficienti.
Il team voleva osservare la velocità di collisione e la carica elettrica delle particelle per un periodo più lungo durante un volo suborbitale.
Missione SubOrbital Express 3
Cruciale per questa ricerca la missione della Swedish Space Corporation (Ssc) del 23 novembre, con il suo SubOrbital Express 3 che aveva lanciato, con un razzo Maser (Materials Science Experiment Rocket), 12 carichi utili nello Spazio suborbitale.
A bordo c’erano numerosi esperimenti scientifici, tra cui quello che cercava risposte sull’origine dei pianeti. Il lancio era avvenuto dal Centro spaziale di Esrange, al di sopra del Circolo Polare nel nord della Svezia, con l’Agenzia spaziale europea (Esa), che è il principale cliente del programma e ha finanziato tanti degli esperimenti a bordo.
L’esperimento chiave
Le minuscole particelle hanno goduto di sei minuti di microgravità indisturbata mentre il razzo sonda saliva e scendeva da un’altitudine di 260 chilometri.
Dal controllo a terra, i ricercatori hanno osservato ammassi compatti crescere fino a circa tre centimetri di dimensione e hanno misurato la velocità alla quale le particelle entravano in collisione.
Velocità e dimensione
La velocità e la dimensione delle particelle si sono rivelate fondamentali per la stabilità dei cluster. Se la massa è troppo grande o troppo veloce, il grumo si disintegra e le particelle rimbalzano l’una sull’altra o frantumano le formazioni esistenti.
Tuttavia, quando i granelli di mezzo millimetro viaggiavano a 0,5 metri al secondo, continuavano a scontrarsi, si caricavano elettricamente e si attraevano a vicenda. Le simulazioni numeriche hanno anche dimostrato che le collisioni hanno prodotto una forte carica elettrostatica e attrazione.
Dischi protoplanetari
Questi risultati suggeriscono che sia i granelli inviati nello Spazio in questo esperimento, sia la nube a forma di disco attorno a una giovane stella si dissolverebbero o scomporrebbero nelle stesse condizioni fisiche.
Ora i ricercatori stanno inserendo questi risultati nei modelli fisici dei dischi protoplanetari e della crescita delle particelle per comprendere meglio come nascono i pianeti.
