Quattro miliardi e mezzo di anni fa, Giove crebbe rapidamente fino a raggiungere la sua enorme massa, quella che oggi gli conferisce il primato di pianeta più grande del Sistema solare, spiega in una nota l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). La sua potente forza di attrazione gravitazionale sconvolse le orbite di piccoli corpi rocciosi e ghiacciati, simili agli odierni asteroidi e comete e noti come planetesimi. Queste perturbazioni provocarono collisioni a velocità dell’ordine di diversi chilometri al secondo, capaci di fondere le rocce e le polveri contenute in questi “piccoli” oggetti celesti. Il materiale fuso si frammentò in goccioline incandescenti di silicato – le condrule (o condri) – che oggi troviamo conservate nei meteoriti e chiamate, appunto, condriti.

Condrule tonde visibili in una sezione sottile del meteorite Allende al microscopio. Crediti: Akira Miyake, Università di Kyoto.

Ora, due ricercatori hanno per la prima volta chiarito in dettaglio il processo di formazione di queste goccioline e, grazie a ciò, sono riusciti a datare con precisione la nascita di Giove. Lo studio, pubblicato oggi su Scientific Reports e diffuso da INAF mostra che le caratteristiche delle condrule – in particolare le loro dimensioni e le velocità di raffreddamento – sono spiegabili grazie all’acqua contenuta nei planetesimi impattanti. Questo risultato risolve un enigma di lunga data e dimostra che la formazione delle condrule è stata una conseguenza diretta della nascita dei pianeti.

“Il legame genetico tra la formazione di Giove e delle condrule determina che il pianeta si sia formato 1,8 milioni di anni dopo l’epoca delle cosiddette inclusioni ricche di calcio e alluminio (ossia l’inizio della storia del nostro sistema planetario, ndr), anticipando di 1-3 milioni di anni la formazione del pianeta gigante rispetto alle datazioni precedenti”, afferma Diego Turrini, coautore dell’articolo e primo ricercatore INAF.

Condrule tonde visibili in una sezione sottile del meteorite Allende al microscopio. Crediti: Akira Miyake, Università di Kyoto.

Le condrule, precisa INAF, sono piccole sfere, di dimensioni tra 0,1 e 2 millimetri, che si sono formate durante le prime fasi del Sistema solare e sono state incorporate negli asteroidi in formazione. Nel corso del tempo, frammenti di questi asteroidi sono caduti sulla Terra come meteoriti. La loro forma tondeggiante ha costituito un mistero per decenni. “Una delle principali teorie per la loro formazione è la fusione di rocce durante impatti e la successiva solidificazione di gocce di materiale fuso nella nebulosa solare”, spiega Turrini. “I modelli precedenti o non erano in grado di spiegare caratteristiche delle condrule come il rapido raffreddamento o le piccole dimensioni, oppure richiedevano condizioni molto particolari durante la formazione del Sistema solare”.

“Quando questi antichi planetesimi si scontravano, l’acqua contenuta al loro interno vaporizzava istantaneamente generando espansioni di vapore simili a piccole esplosioni. Questo processo frantumava e raffreddava la roccia silicatica fusa in gocce molto piccole, dando origine alle condrule che oggi osserviamo nei meteoriti”, spiega Sin-iti Sirono, coautore dello studio e docente presso la Graduate School of Earth and Environmental Sciences dell’Università di Nagoya in Giappone. “ll modello descritto nel nostro lavoro riesce a spiegare l'esistenza e le caratteristiche delle condrule grazie a un processo naturale, ossia l'evaporazione ed espansione dei ghiacci cometari, in risposta a fenomeni altrettanto naturali avvenuti in concomitanza con la formazione di Giove nella nebulosa solare, senza richiedere condizioni speciali”.

Condrule tonde visibili in una sezione sottile del meteorite Allende al microscopio. Crediti: Akira Miyake, Università di Kyoto.

I due ricercatori sono arrivati a queste conclusioni grazie alla combinazione di simulazioni dinamiche e collisionali dettagliate, studiando come la rapida crescita della forza di gravità di Giove durante la sua formazione abbia causato impatti ad alta velocità tra planetesimi rocciosi e ricchi d’acqua e come l’interazione tra il materiale roccioso fuso e il ghiaccio evaporato formatisi in seguito a questi impatti abbia generato le condrule.

Schema che mostra come la gravità di Giove ha causato collisioni tra planetesimi che hanno poi fuso la roccia in goccioline, disperse dal vapore acqueo in espansione. Crediti: Diego Turrini e Sin-iti Sirono.

“I risultati sono sorprendenti”, commenta ancora Turrini. “Le caratteristiche e la quantità di condrule generate in queste simulazioni sono in accordo con i dati provenienti dai meteoriti. Inoltre, la produzione massima di condrule coincide con la fase di rapida acquisizione di gas da parte di Giove, che ha portato alla sua enorme massa. Poiché i dati dei meteoriti indicano che la formazione di condrule ebbe il picco 1,8 milioni di anni dopo l’inizio del Sistema solare, possiamo affermare di aver riconosciuto con precisione anche il momento della nascita di Giove”. Lo studio getta luce sul processo di formazione del nostro sistema planetario, ma la durata limitata della produzione di condrule causata da Giove spiega anche perché nei meteoriti si trovano condrule di età diverse. Probabilmente pianeti giganti come Saturno hanno innescato eventi simili alla loro nascita. Analizzando i condriti di differenti epoche si potrà dunque ricostruire la sequenza di nascita dei pianeti e la storia evolutiva del Sistema solare.

In primo piano: Condrule tonde visibili in una sezione sottile del meteorite Allende al microscopio. Crediti: Akira Miyake, Università di Kyoto.

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