Come si formano i pianeti in un disco protoplanetario?

I grani di polvere si urtano e si incollano formando ciottoli, i ciottoli formano planetesimi di chilometri, e i più grandi tra questi spazzano via tutto ciò che hanno intorno. Quando un corpo è abbastanza massiccio libera un anello del disco, visibile come un solco.

Perché i dischi protoplanetari hanno dei solchi?

Un solco è la firma di un pianeta. Non appena un pianeta in formazione diventa abbastanza massiccio, la sua gravità espelle o accresce il materiale lungo la sua orbita, lasciando un anello scuro nel disco. ALMA ne ha ormai fotografati attorno a molte stelle giovanissime.

Quanto dura un disco protoplanetario?

Qualche milione di anni. Il gas viene disperso dalla radiazione e dai venti della stella, il che impone una scadenza rigida: ogni pianeta gigante destinato a esistere deve raccogliere la sua atmosfera prima di allora.

Che cos'è un Disco protoplanetario?

Q: Che cos'è un disco protoplanetario?

È il disco di gas e polvere che orbita attorno a una stella appena formata e da cui si assemblano pianeti, lune e asteroidi. Ogni sistema planetario, incluso il Sistema solare, è nato da uno di essi.

Un disco protoplanetario è il disco appiattito e rotante di gas e polvere che circonda una stella appena formata. Tutto ciò che un sistema planetario conterrà è lì dentro — e il Sistema solare aveva esattamente questo aspetto circa 4,6 miliardi di anni fa.

Il disco esiste per una legge di conservazione. Il frammento di nube che collassa a formare una stella ruota sempre un po', e restringendosi quella rotazione deve accelerare, proprio come un pattinatore accelera raccogliendo le braccia. Il materiale che cade lungo l'asse di rotazione raggiunge il centro senza ostacoli; quello che cade nel piano equatoriale non ci riesce, perché si muove troppo rapidamente di lato. Così la caduta si appiattisce, e la stella finisce per essere alimentata da un disco anziché da una sfera.

Il problema evidente di questo racconto è che il disco ha troppo momento angolare per cadere. La natura lo risolve in modo violento: le linee di campo magnetico che attraversano il disco interno scagliano una parte del materiale di nuovo verso l'esterno lungo i poli a centinaia di chilometri al secondo, portando via la rotazione in eccesso e permettendo al resto di spiraleggiare verso l'interno. I getti gemelli non sono un effetto collaterale della formazione stellare. Ne sono il meccanismo abilitante.

Ciò che ha chiuso il dibattito su quanto in fretta si formino i pianeti è stata un'immagine. Nel 2014 ALMA ha risolto il disco attorno a HL Tauri — una stella di ben meno di un milione di anni — trovandolo tagliato da solchi concentrici netti, ciascuno spazzato da un corpo già abbastanza massiccio da liberare la propria orbita. È emerso che i pianeti non vengono costruiti lentamente dopo che la stella si è assestata: vengono costruiti mentre la stella si sta ancora formando. Il modello riporta quei solchi, i protopianeti pastore che li occupano, le onde di densità a spirale che innescano e il taglio kepleriano che fa doppiare il disco esterno da quello interno.