Il telescopio Webb identifica una protostella che "sputa cristalli", risolvendo un mistero del sistema solare lungo 4,6 miliardi di anni

Il Telescopio Webb identifica una protostella che "emette cristalli", risolvendo un mistero del Sistema Solare lungo 4,6 miliardi di anni

In un'osservazione storica che collega l'astrofisica moderna con le origini primordiali del nostro vicinato planetario, il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) della NASA ha fornito prove conclusive per un paradosso cosmico di lunga data. Per decenni, gli astronomi hanno faticato a spiegare perché le comete ghiacciate, situate nelle gelide periferie del nostro sistema solare, contengano silicati cristallini — minerali che richiedono temperature superiori a 1.000 gradi Fahrenheit per formarsi. Nuovi dati rilasciati nel gennaio 2026 rivelano che la protostella EC 53, una stella simile al Sole in fase di formazione attiva nella Nebulosa del Serpente, sta attualmente forgiando e distribuendo questi stessi cristalli nelle sue regioni esterne, agendo di fatto come una fonderia cosmica per i mattoni dei mondi futuri.

Il paradosso della cometa fredda

Il mistero si concentra sulla composizione delle "palle di neve sporca" — le comete che si trovano nella Nube di Oort e nella Fascia di Kuiper. Queste regioni sono le riserve ghiacciate del nostro sistema solare, dove le temperature raramente superano di poche decine di gradi lo zero assoluto. Tuttavia, quando missioni come Stardust hanno riportato campioni dalla cometa Wild 2, gli scienziati sono rimasti scioccati nel trovare silicati cristallini, come l'olivina e il pirosseno. Questi minerali possono essere creati solo quando la polvere amorfa viene riscaldata a temperature estreme, un processo noto come ricottura. Ciò ha creato un conflitto fondamentale: come potevano materiali forgiati nella fornace solare finire a milioni di chilometri di distanza, nel gelo profondo del sistema solare esterno? La scoperta di EC 53 fornisce la prima prova visiva diretta del meccanismo di trasporto che risolve questo enigma lungo 4,6 miliardi di anni.

La scoperta della NIRCam nella Nebulosa del Serpente

Situata a circa 1.300 anni luce dalla Terra, la Nebulosa del Serpente è un denso vivaio di formazione stellare. Utilizzando la Near-Infrared Camera (NIRCam), il Telescopio Webb è stato in grado di penetrare i fitti e opachi veli di polvere interstellare che tipicamente avvolgono i giovani oggetti stellari. L'immagine, elaborata da Alyssa Pagan dello Space Telescope Science Institute (STScI), si concentra sulla protostella EC 53. A differenza degli osservatori precedenti, la sensibilità del Webb ha permesso ai ricercatori di risolvere le delicate strutture del disco protoplanetario — la massa vorticosa di gas e polvere che alla fine si trasformerà in pianeti. All'interno di questo ambiente caotico, il telescopio ha identificato le tracce di silicati cristallini forgiati nel disco interno incandescente e successivamente espulsi verso l'esterno.

Come le stelle creano e distribuiscono i silicati

Il processo di cristallizzazione dei silicati è un evento violento e ad alta energia. Secondo il team di ricerca, che comprende Klaus Pontoppidan del Jet Propulsion Laboratory della NASA (NASA-JPL) e Joel Green dello STScI, l'intenso calore generato dal collasso gravitazionale della protostella crea una "zona termica" molto vicina alla stella. Nel nostro sistema solare, questo equivarrebbe allo spazio tra il Sole e la Terra. In questa regione, il calore ambientale è sufficiente per riorganizzare la struttura atomica della polvere cosmica in un reticolo cristallino. Tuttavia, il contributo più significativo della scoperta è l'osservazione di un forte deflusso stellare — un meccanismo di "emissione" — che trasporta questi cristalli appena formati lontano dal calore e verso le regioni fredde e distanti del disco prima che possano essere distrutti o attratti dalla stella stessa.

Meccanismi di trasporto radiale

La fisica di questo trasporto radiale è complessa ed è stata oggetto di modelli teorici per anni. Le osservazioni del Webb su EC 53 confermano che questi deflussi non sono semplici spostamenti lenti, ma potenti getti e venti capaci di sollevare minerali attraverso vaste distanze astronomiche. Questo processo di "rimescolamento" assicura che la composizione di un sistema solare non sia uniforme; al contrario, i materiali provenienti dalle regioni più calde vengono integrati nei corpi più freddi. Questo spiega perché le comete, formatesi nella Fascia di Kuiper o nella Nube di Oort, non siano composte esclusivamente da ghiaccio interstellare incontaminato, ma siano invece un mosaico di materiali provenienti da tutto il disco protoplanetario. Le osservazioni di EC 53 si allineano notevolmente bene con questi modelli teorici dell'evoluzione stellare precoce, fornendo un laboratorio in tempo reale per studiare la nostra storia.

Implicazioni per il Sistema Solare primordiale

Osservando EC 53, gli astronomi stanno essenzialmente guardando in uno specchio dell'infanzia del nostro Sole. Il comportamento di "emissione di cristalli" osservato nella Nebulosa del Serpente è probabilmente lo stesso processo avvenuto 4,6 miliardi di anni fa durante la nascita dei nostri pianeti. Questa scoperta convalida la teoria secondo cui la nebulosa solare primordiale fosse un ambiente altamente dinamico caratterizzato da rimescolamenti su larga scala. Suggerisce che l'inventario chimico dei pianeti — inclusa la distribuzione dei minerali che avrebbero poi formato i mantelli rocciosi di Terra, Marte e Venere — sia stato determinato da questi potenti deflussi nelle prime fasi di vita della stella. Questo "nastro trasportatore" di minerali ha fornito la diversità di materiali necessaria per la formazione di sistemi planetari complessi.

Un approccio multi-strumentale all'evoluzione stellare

Mentre la NIRCam ha fornito le immagini ad alta risoluzione necessarie per localizzare la protostella e i suoi deflussi, il più ampio impatto scientifico di questa scoperta si basa sulla sinergia degli strumenti del Webb. Si prevede che il Mid-Infrared Instrument (MIRI) svolgerà un ruolo critico nei futuri studi su EC 53, poiché può identificare con maggiore precisione le specifiche firme chimiche di diversi tipi di cristalli. Analizzando gli spettri luminosi, gli astronomi possono determinare l'esatta temperatura a cui si sono formati questi cristalli e la velocità con cui vengono espulsi. Questi dati permetteranno simulazioni più accurate di come l'acqua e i materiali organici — spesso trovati insieme a questi silicati — vengano trasportati nello spazio, inseminando potenzialmente pianeti lontani con gli ingredienti per la vita.

Ricerche future e la missione continua del Webb

La scoperta della protostella che emette cristalli segna una pietra miliare significativa nella missione del Telescopio Spaziale James Webb di "svelare l'universo". Tuttavia, il lavoro è lungi dall'essere concluso. Le ricerche future si concentreranno sulla questione se questo fenomeno sia universale tra tutte le stelle simili al Sole o se dipenda da specifici fattori ambientali all'interno di una nebulosa. Gli astronomi stanno ora pianificando di mappare altri giovani oggetti stellari nelle nebulose del Serpente e di Orione per determinare la frequenza di questi deflussi minerali.

• Indagine sull'evoluzione chimica dei dischi per tracciare il movimento di carbonio e ossigeno.
• Monitoraggio a lungo termine di EC 53 per osservare i cambiamenti nell'intensità del deflusso.
• Confronto delle firme dei silicati di EC 53 con i campioni delle missioni OSIRIS-REx e Hayabusa2.

Conclusione: un nuovo capitolo nella cosmochimica

I risultati relativi a EC 53 rappresentano più di una semplice bella immagine; rappresentano un cambiamento fondamentale nella nostra comprensione di come vengono costruiti i sistemi solari. La capacità del Telescopio Spaziale James Webb di collegare la struttura microscopica dei minerali alla dinamica macroscopica della formazione stellare è una testimonianza della sua ingegneria senza precedenti. Mentre continuiamo ad analizzare i dati della Nebulosa del Serpente, non stiamo solo imparando a conoscere un lontano sistema stellare a 1.300 anni luce di distanza — stiamo scoprendo la storia definitiva delle nostre origini, dimostrando che anche gli oggetti più freddi nel nostro cielo sono stati un tempo toccati dal fuoco di un giovane sole.