Un articolo pubblicato sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” descrive una ricerca che offre una spiegazione a uno degli ultimi misteri esistenti riguardo alla formazione dei pianeti. Un team internazionale di ricercatori ha condotto una serie di simulazioni che mostrano che nel disco protoplanetario che ruota attorno a una giovane stella si formano trappole di polvere che accelerano l’aggregazione di frammenti delle dimensioni di sassi nei blocchi da cui nascono i pianeti.

I sistemi planetari si formano da dischi di gas e polvere che ruotano attorno a stelle molto giovani. Ormai gli astronomi hanno studiato parecchi esempi di formazione planetaria in vari stadi che hanno permesso di migliorare i modelli che descrivono questo fenomeno ma non tutte le sue fasi sono ancora completamente spiegate. In particolare, c’erano dei problemi a spiegare come dei sassi possano aggregarsi per raggiungere la successiva fase di formazione planetaria.

Un team guidato da Jean-Francois Gonzalez del Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, in Francia, ha provato a studiare il problema e a capire come superare quelli che sembrano grandi ostacoli. Uno è costituito dal fatto che nel disco protoplanetario l’attrazione gravitazionale della stella rischia di divorare i materiali disponibili e l’altro dal pericolo che collisioni ad alta velocità tra i frammenti che stanno crescendo li distruggano.

Questi problemi possono essere evitati in quelle che vengono chiamate trappole di polvere, regioni dove la pressione è elevata e i granelli di polvere possono aggregarsi per formare corpi più grandi che diventano i blocchi da cui nascono i pianeti. In quelle regioni la velocità dei granelli è ridotta e ciò permette di evitare che vi siano collisioni a velocità elevate che li possano distruggere.

Finora gli astronomi pensavano che le trappole di polvere potessero esistere solo in ambienti molto specifici ma le simulazioni al computer condotte nel corso di questa nuova ricerca indicano che al contrario sono molto comuni. Un elemento chiave è dato dall’interazione tra polveri e gas. Nella maggior parte delle simulazioni, il gas provoca il movimento della polvere ma a volte, nelle regioni più polverose, quella polvere agisce con maggior forza sul gas.

I granelli di polvere vengono rallentati e hanno più tempo per crescere fino al punto in cui non vengono più influenzati dal gas. A quel punto il gas viene spinto verso l’esterno e forma una regione a elevata pressione: la trappola di polvere. In questa regione i granelli che arrivano dalle regioni esterne del disco protoplanetario finiscono per concentrarsi aumentando le dimensioni dei frammenti e aiutando la formazione di corpi sempre più grandi.

Questi sono i risultati di simulazioni ma se davvero le trappole di polvere sono comuni non dovrebbe essere così difficile trovarle. Vari gruppi di ricercatori hanno già cominciato a cercarli usando strumenti come il radiotelescopio ALMA. Negli ultimi anni sono stati trovati vari sistemi solari neonati perciò ci sono già dei candidati con anelli brillanti e oscuri dove potrebbero esserci trappole di polvere.