Per lungo tempo gli astronomi hanno osservato i piccoli dischi protoplanetari attorno alle giovani stelle e hanno visto soltanto anelli di polvere e gas lisci, quasi vuoti. I dischi grandi e luminosi stupivano già da tempo con i loro disegni complessi — anelli, fenditure e vuoti in cui, si riteneva, nascono i pianeti. E i sistemi compatti sembravano troppo semplici. Forse evolvono in modo del tutto diverso? Oppure i loro dettagli sono semplicemente troppo piccoli per essere distinti?
La risposta è arrivata dal deserto cileno di Atacama. La rete di telescopi ALMA, lavorando nella configurazione di antenne più estesa, ha rivolto lo sguardo verso 11 dei dischi più piccoli nella regione di formazione stellare del Lupo. Le osservazioni sono state condotte a una lunghezza d'onda di circa 0,9 millimetri. La risoluzione angolare ha raggiunto 0,02 secondi d'arco — all'incirca due unità astronomiche alla distanza della regione del Lupo. Due volte la distanza dalla Terra al Sole. Ed è proprio su queste scale, dove nel nostro Sistema Solare ruotano la Terra, Marte e la fascia degli asteroidi, che si svolge l'azione.
In quattro dischi gli scienziati hanno visto chiaramente strutture interne: anelli, fenditure e cavità entro dieci unità astronomiche dalla stella. In altri tre sistemi sono emersi indizi di dettagli simili. Particolarmente impressionante è il sistema Sz 112. In esso ALMA ha risolto una cavità centrale di raggio pari a soltanto 1,6 unità astronomica. È il più piccolo disco di transizione conosciuto — un oggetto con un vuoto interno paragonabile per dimensioni all'orbita della Terra.
«Per lungo tempo i dischi più piccoli sono sembrati molto più semplici di quelli grandi, — osserva il responsabile della ricerca Pietro Curone. — Abbiamo dimostrato che parte di questa differenza era soltanto un'illusione, causata da una risoluzione insufficiente». Quando i dettagli, separati da appena poche unità astronomiche, diventano distinguibili, il quadro cambia radicalmente.
Il confronto con precedenti indagini di ALMA ha confermato la dipendenza: quanto meglio è risolto un disco, tanto più spesso vi si trovano strutture. Tra gli oggetti osservati con sufficiente dettaglio, le sottostrutture sono state rilevate in circa il 44 per cento dei dischi estremamente compatti con raggio da 3 a 10 unità astronomiche e in circa il 55 per cento — da 10 a 30. Nei dischi più grandi di 30 unità la quota raggiunge quasi il 95 per cento. Dunque, prima i dischi piccoli semplicemente «non facevano in tempo» a mostrare la loro complessità.
Questi anelli e queste fenditure non sono soltanto bei disegni. Le particelle di polvere nel disco protoplanetario perdono continuamente momento e tendono a cadere sulla stella. Senza ostacoli, i granelli millimetrici sarebbero scomparsi molto prima che il disco potesse vivere la sua vita. Anelli e fenditure indicano variazioni di pressione del gas che creano trappole. Il materiale si trattiene, si concentra — e crea condizioni favorevoli alla crescita dei pianeti.
Se parte delle fenditure rilevate è davvero scavata da pianeti in formazione, le masse di questi corpi rientrano nell'intervallo delle super-Terre e dei mini-Nettuno. Sono proprio questi i pianeti che si incontrano più spesso vicino alle stelle, ed è proprio su tali orbite che finora era particolarmente difficile «vederli» nel processo di nascita.
Due dischi — Sz 73 e Sz 130 — hanno riservato un'altra sorpresa. Dietro il loro luminoso nucleo interno sono stati scoperti deboli anelli esterni. Forse alcuni sistemi «minuscoli» sono in realtà più estesi di quanto sembrasse.
Tutto ciò disegna un quadro unitario. I dischi grandi e quelli compatti non sono mondi diversi, ma parti di un unico continuum. Gli stessi processi fisici operano su scale diverse. Là dove prima si vedeva soltanto spazio vuoto, ora affiorano le tracce di un'architettura nascosta. I pianeti, a quanto pare, cominciano a costruire le proprie «case» molto più vicino alle stelle di quanto le osservazioni precedenti permettessero di vedere.
Dietro questo lavoro c'è la straordinaria precisione di uno strumento capace di distinguere dettagli delle dimensioni dell'orbita terrestre a centinaia di anni luce di distanza. E dietro c'è la consapevolezza di quanto l'Universo sia complesso e coerente. Nelle minuscole nubi di polvere e gas che ruotano attorno a stelle appena nate sono già racchiusi i mondi futuri. Da qualche parte, in regioni paragonabili alla parte interna del nostro Sistema Solare, proprio ora sono in corso processi che un tempo hanno portato alla nascita della Terra. Il cosmo non è soltanto immenso — è strutturato in modo incredibilmente dettagliato, e ogni nuovo sguardo svela sempre più a fondo questa grandiosa, quasi incredibile interconnessione.
