Synestia: un nuovo tipo di oggetto planetario

23 Mag 2017 Synestia: un nuovo tipo di oggetto planetario

In un nuovo studio gli scienziati suggeriscono l’esistenza di un oggetto planetario chiamato synestia: una massa enorme, rotante e a forma di ciambella costituita da calda roccia vaporizzata, la cui formazione è dovuta alla collisione di oggetti di dimensione planetaria.

Ad un certo punto della sua storia la Terra primordiale era probabilmente una synestia, secondo Sarah Stewart, scienziata dell’University of California Davis e autrice dello studio pubblicato su American Geophysical Union.

Stewart e Simon Lock dell’Harvard University hanno analizzato come i pianeti possano formarsi in seguito ad una serie di impatti giganteschi. Secondo le teorie attuali relative alla formazione planetaria i pianeti rocciosi come Terra, Marte e Venere si sono formati presto nel Sistema Solare, quando oggetti più piccoli hanno impattato gli uni contro gli altri. Queste collisioni sono state così violente che i corpi risultanti si sono fusi e parzialmente vaporizzati, raffreddandosi in seguito e solidificando nelle forme quasi sferiche dei pianeti che oggi osserviamo.

Nel nuovo studio il team ha modellato cosa può accadere quando pianeti rocciosi di dimensioni terrestri collidono con altri grandi oggetti con elevata energia ed elevato momento angolare. “Abbiamo considerato le statistiche degli impatti giganti e abbiamo scoperto che possono formare una struttura completamente nuova”, ha detto Stewart.

In particolare il team ha scoperto che, su una gamma di alte temperature ed elevati momenti angolari, corpi di dimensione planetaria potrebbero formare una nuova struttura molto più grande, un disco con una rientranza, simile ad una cellula del sangue o ad una ciambella con il centro ripieno. L’oggetto sarebbe costituito in gran parte da roccia vaporizzata, senza superficie solida o liquida. Il nuovo oggetto è stato chiamato synestia, da “syn-” (insieme) ed “Estia”, la dea greca del focolare domestico.

Credit: Simon Lock and Sarah Stewart

In una sfera solida rotante ogni punto dal nucleo alla superficie ruota allo stesso tasso, ma nel corso di un impatto gigante il materiale del pianeta può diventare fuso o gassoso ed espandersi in volume. Se diventa grande abbastanza e si muove abbastanza velocemente, parti dell’oggetto superano la velocità necessaria a mantenere un satellite in orbita, ed ecco che si forma una synestia enorme a forma di disco, secondo lo studio.

Precedenti teorie avevamo suggerito che gli impatti giganti potessero provocare la formazione di un disco di materiale solido o liquido attorno al pianeta. Ma per la stessa massa una synestia dovrebbe essere molto più grande rispetto a un pianeta solido dotato di un disco.

La maggior parte dei pianeti probabilmente sperimentano collisioni che ad un certo punto della loro formazione potrebbero portare ad una synestia, secondo il team. Per un oggetto come la Terra la struttura non dovrebbe durare molto a lungo, forse un centinaio di anni, prima di perdere abbastanza calore da condensare in un oggetto solido. Ma le syntesie che si formano da oggetti più grandi o più caldi, come stelle o giganti gassosi, potrebbero durare molto più a lungo. Secondo lo studio da un impatto gigante potrebbe essersi formata una synestia, da cui in seguito si sono formate la Terra e la Luna, che presentano una composizione sorprendentemente simile.

La conclusione del team è che, anche se nessuno ha mai osservato una synestia direttamente, potrebbero essere individuate in altri sistemi stellari, iniziando a cercarle vicino a pianeti rocciosi e giganti gassosi.
[ Barbara Bubbi ]

https://m.phys.org/news/2017-05-planetary.html

Image credit: NASA/JPL-Caltech

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