Testimoniare la nascita dei pianeti: il telescopio Webb offre una visione senza precedenti del sistema PDS 70 Utilizzando il James Webb Space Telescope (JWST), gli astronomi canadesi hanno compiuto un notevole passo avanti nella comprensione del processo di formazione dei pianeti. Il JWST è stato puntato verso PDS 70, una stella giovane circondata da due pianeti in fase di sviluppo. Questo sistema stellare, distante 370 anni luce dalla Terra, offre agli scienziati una rara opportunità di osservare la formazione e l'evoluzione dei pianeti nelle loro prime fasi. Lo studio, guidato dalla dottoranda dell'Università di Victoria Dori Blakely, ha sfruttato le capacità uniche del JWST per svelare dettagli sui pianeti e sul disco di gas e polvere in cui si stanno formando. I risultati, pubblicati su The Astronomical Journal, offrono una nuova prospettiva su come i pianeti crescono nel tempo, "competendo" con le loro stelle ospiti per accaparrarsi il materiale necessario. PDS 70 è una stella molto giovane, con un'età di circa 5 milioni di anni, una "neonata" rispetto al nostro Sole, che ha 4,6 miliardi di anni. Attorno alla stella si trova un disco di gas e polvere, simile a una frittella, con un ampio spazio vuoto al centro, dove si stanno formando due pianeti, PDS 70 b e PDS 70 c. Questo spazio vuoto è una sorta di "cantiere planetario", dove nuovi mondi stanno raccogliendo materiale per crescere. "Stiamo osservando istantanee delle prime fasi della crescita planetaria, che ci mostrano cosa succede quando i mondi competono per la sopravvivenza nel loro vivaio cosmico. Ciò che è notevole è che possiamo vedere non solo i pianeti stessi, ma anche il processo stesso della loro formazione: competono con la loro stella e tra loro per il gas e la polvere di cui hanno bisogno per crescere", afferma Dori Blakely, autrice principale dello studio. Per ottenere una visione così chiara dei pianeti e del disco, il team ha utilizzato il Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) del JWST in una modalità speciale chiamata Aperture Masking Interferometry (AMI). Questa tecnica prevede l'utilizzo di una maschera con dei fori che permette a una piccola quantità di luce di passare attraverso il telescopio, creando un modello di interferenza. Analizzando questi modelli, è stato possibile "vedere" i dettagli nascosti del sistema con una precisione sorprendente. "Questa tecnica innovativa è come abbassare i riflettori accecanti di una giovane stella per poter vedere i dettagli di ciò che la circonda, in questo caso i pianeti", spiega il Prof. René Doyon, direttore del Trottier Institute for Research on Exoplanets (IREx) e responsabile dello strumento NIRISS del JWST. Questo approccio ha permesso al team di scoprire caratteristiche che le immagini dei telescopi tradizionali non sono in grado di rilevare, rendendo questo studio una prova di concetto rivoluzionaria per questo tipo di osservazioni con il potente telescopio spaziale. Grazie alla sua capacità di osservare dettagli a un livello mai raggiunto prima, il JWST sta cambiando il modo in cui studiamo i pianeti e la loro origine. Le osservazioni del JWST hanno confermato la presenza di due pianeti giganti ancora in fase di formazione. Questi pianeti stanno attirando materiale dal disco, proprio come dei bambini che prendono i mattoncini per costruire una torre. I ricercatori hanno misurato la luce infrarossa dei pianeti utilizzando lo strumento NIRISS del JWST e hanno scoperto che entrambi i pianeti sembrano stiano accumulando gas, una fase cruciale del loro sviluppo. Queste scoperte forniscono una prova diretta del fatto che i pianeti sono ancora in fase di crescita e competono con la loro stella ospite per il materiale presente nel disco, supportando l'idea che i pianeti si formino attraverso un processo di "accrescimento", estraendo gradualmente massa dal gas e dalla polvere circostanti. Questa rara istantanea di pianeti durante la loro fase di crescita potrebbe aiutare gli scienziati a capire come si sono formati mondi come Giove e Saturno nel nostro sistema solare. I dati suggeriscono anche che i pianeti potrebbero essere circondati da anelli di materiale, chiamati dischi circumplanetari, dove potrebbero essere in fase di formazione delle lune, simili a quelle che orbitano attorno a Giove e Saturno. Le precedenti osservazioni di PDS 70 b e PDS 70 c a lunghezze d'onda più corte erano ampiamente spiegate da modelli originariamente progettati per stelle di piccola massa e nane brune. Tuttavia, le nuove osservazioni del JWST, effettuate a lunghezze d'onda maggiori mai utilizzate per studiare questi pianeti, hanno rivelato una luce extra che non poteva essere completamente spiegata da questi modelli. Questa luce extra suggerisce la presenza di materiale caldo che circonda i pianeti, probabilmente proveniente da dischi di materiale che si stanno attivamente accrescendo sui pianeti. Questa nuova prova rafforza l'ipotesi dei dischi circumplanetari, che si ritiene svolgano un ruolo fondamentale nella formazione di sistemi di lune e nella crescita dei pianeti. Le scoperte relative a PDS 70 forniscono agli astronomi un quadro più chiaro di come pianeti e stelle si formano ed evolvono insieme. Osservando questi pianeti crescere e interagire con il loro ambiente, gli scienziati stanno imparando come nascono i sistemi planetari, incluso il nostro. "È come vedere una foto di famiglia del nostro sistema solare quando era ancora un bambino", ha detto Blakely. "È incredibile pensare a quanto possiamo imparare da un sistema del genere". Una delle scoperte più intriganti è stata l'individuazione di una debole fonte di luce non risolta all'interno dello spazio vuoto del disco protoplanetario. Anche se la natura di questa emissione non è chiara, potrebbe rappresentare una struttura come un braccio a spirale di gas e polvere, o addirittura un terzo pianeta in fase di formazione nel sistema. Ulteriori osservazioni con gli altri strumenti del JWST, tra cui MIRI e NIRCam, saranno fondamentali per confermare se il bagliore sia un nuovo pianeta, una caratteristica del disco o qualcosa di completamente inaspettato. Ulteriori informazioni: Dori Blakely et al, The James Webb Interferometer: Space-based Interferometric Detections of PDS 70 b and c at 4.8 μm, The Astronomical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-3881/ad9b94 Una vista multi-lunghezza d'onda del sistema PDS 70 rivela l'interazione dinamica tra i suoi pianeti in formazione (PDS 70 b e c) e i loro dintorni. Credito: University of Victoria