Una fabbrica di pianeti nascosta appena oltre l’orbita di Giove. Sembra fantascienza, eppure è esattamente quello che un gruppo di scienziati del Max Planck Institute for Solar System Research ritiene di aver identificato grazie a sofisticate simulazioni al computer. Un anello di polvere e gas ad alta pressione che per milioni di anni avrebbe sfornato corpi rocciosi dalle composizioni più disparate, gettando le basi per la formazione dei pianeti come li conosciamo oggi.

Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal il 26 maggio 2026, racconta una storia che risale a circa 4,6 miliardi di anni fa. Il giovane Sole era circondato da un enorme disco di gas e polvere. Granelli microscopici si scontravano, si aggregavano, e piano piano crescevano fino a diventare planetesimi, quei mattoncini fondamentali da cui nascono pianeti e asteroidi. Il punto è che questo processo non era affatto uniforme. Regioni diverse del disco primordiale evolvevano in condizioni molto diverse tra loro, e più fasi di formazione planetaria potevano sovrapporsi nello stesso periodo.

Quello che rende questa scoperta particolarmente affascinante è il ruolo di Giove. Il gigante gassoso, già nel periodo tra due e quattro milioni di anni dopo la nascita del Sistema Solare, aveva risucchiato gran parte del materiale lungo la propria orbita, creando un vuoto nel disco circostante. Questo processo generò anche un anello di pressione più alta appena oltre Giove, una vera e propria trappola per la polvere cosmica dove i granelli più grossi, i cosiddetti ciottoli, si accumulavano in quantità enormi.

Dalla trappola di polvere alle meteoriti sulla Terra

Studi precedenti avevano già ipotizzato che simili trappole di polvere potessero accelerare la formazione di planetesimi. La novità di questa ricerca sta nell’aver dimostrato che la stessa regione poteva continuare a produrre corpi rocciosi molto diversi tra loro per composizione, e per un arco di tempo lunghissimo. Le simulazioni mostrano che nel corso di circa due milioni di anni, le proporzioni dei materiali disponibili cambiavano continuamente. Giove funzionava come una barriera più efficace per le particelle grandi e robuste, mentre la polvere più fine riusciva a passare con maggiore facilità. Questo squilibrio, sommato al consumo progressivo di materiale dovuto alla formazione di nuovi planetesimi, generava ondate successive di corpi rocciosi con caratteristiche distinte.

Ed ecco la parte che lega tutto alla realtà concreta: le meteoriti. Molte delle rocce spaziali che sopravvivono all’attraversamento dell’atmosfera terrestre e raggiungono la superficie sono frammenti di antichi planetesimi, praticamente invariati dalla nascita del Sistema Solare. Il team si è concentrato in particolare sulle condriti carbonacee, meteoriti ricche di carbonio che gli studi di laboratorio collocano proprio nella regione oltre Giove e nel periodo temporale esaminato dalle simulazioni. Esistono sei gruppi distinti di condriti carbonacee, classificati per età e composizione. Alcune sono fragili, composte da materiale a grana fine, altre più resistenti, con inclusioni visibili. Nelle simulazioni, questi due componenti corrispondono a due tipi di materia che dovevano esistere nel Sistema Solare primordiale.

Una pietra di paragone per le teorie sulla formazione planetaria

Thorsten Kleine, direttore del MPS e cosmochimico, ha sottolineato come per la prima volta sia stato possibile riprodurre con precisione i risultati degli studi di laboratorio sulle meteoriti attraverso simulazioni computazionali. Le meteoriti diventano così una sorta di banco di prova per le teorie sulla formazione planetaria. Joanna Drążkowska, a capo del gruppo di ricerca, ha aggiunto che esistono prove solide del fatto che le trappole di polvere fossero il luogo privilegiato per la nascita dei planetesimi nel nostro Sistema Solare.

Il sospetto dei ricercatori è che anche altri tipi di meteoriti, oltre alle condriti carbonacee, possano essersi formati nella stessa fabbrica di pianeti durante fasi ancora più antiche. Una scoperta che apre scenari nuovi e che, con buona probabilità, spingerà altri gruppi di ricerca a indagare più a fondo su quel tratto di spazio appena oltre Giove, dove miliardi di anni fa si giocava una partita decisiva per l’architettura dell’intero Sistema Solare.

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Là fuori, ben oltre l’orbita di Nettuno, galleggiano nel vuoto oggetti antichissimi che sembrano enormi pupazzi di neve cosmici fatti di ghiaccio e roccia. Sembra una cosa bizzarra, e in effetti lo è. Ma una nuova simulazione della Michigan State University ha finalmente chiarito come queste forme si generino in modo del tutto naturale, senza bisogno di invocare eventi rari o condizioni estreme. Il merito? La semplice, silenziosa forza di gravità.

Per capire il contesto, bisogna fare un passo indietro. Tra Marte e Giove c’è la famosa fascia degli asteroidi, ma molto più lontano si estende la Fascia di Kuiper, una regione remota popolata da resti congelati risalenti alla nascita del sistema solare. Questi oggetti primitivi, chiamati planetesimi, sono i mattoni avanzati dalla formazione dei pianeti. Circa il 10 per cento di loro ha una forma piuttosto curiosa: due lobi arrotondati uniti insieme, come un pupazzo di neve cosmico. Tecnicamente vengono definiti binari a contatto, e per anni nessuno aveva una spiegazione convincente su come potessero formarsi senza che una collisione violenta li distruggesse prima ancora di prendere forma.

Jackson Barnes, dottorando alla Michigan State University, ha sviluppato la prima simulazione al computer capace di riprodurre naturalmente queste strutture bilobate attraverso il collasso gravitazionale. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. E il punto chiave è proprio questo: se il 10 per cento dei planetesimi ha questa forma, il processo che li genera non può essere qualcosa di eccezionale. Deve essere qualcosa di ordinario. Come ha spiegato il professor Seth Jacobson, coautore dello studio, il collasso gravitazionale si incastra perfettamente con le osservazioni.

Da nuvole di polvere a pupazzi di neve: come succede

Il meccanismo è sorprendentemente elegante. Nelle prime fasi del sistema solare, nuvole rotanti di polvere e piccoli frammenti venivano attratte dalla gravità, un po’ come fiocchi di neve che si aggregano per formare una palla. Man mano che queste nuvole collassavano, potevano dividersi in due corpi distinti che iniziavano a orbitare l’uno attorno all’altro. Nella simulazione di Barnes, la coppia spiralizza lentamente verso l’interno. Niente schianti catastrofici: i due corpi entrano delicatamente in contatto e si fondono, conservando le loro forme arrotondate. Ecco il pupazzo di neve cosmico.

I binari a contatto hanno guadagnato enorme visibilità quando la sonda New Horizons della NASA ha fotografato da vicino l’oggetto 2014 MU69, noto informalmente come Ultima Thule, nel gennaio 2019. Quelle immagini hanno spinto gli scienziati a osservare più attentamente altri oggetti della Fascia di Kuiper, confermando che circa uno su dieci condivide questa struttura bilobata.

Perché sopravvivono per miliardi di anni

Una volta formati, questi pupazzi di neve cosmici possono restare intatti per miliardi di anni. Il motivo è quasi banale nella sua semplicità: nella Fascia di Kuiper le collisioni sono estremamente rare. Non c’è praticamente nulla che possa spezzarli. Molti di questi oggetti binari mostrano pochissimi crateri, segno di una vita tranquilla e indisturbata ai confini del sistema solare.

Sebbene alcuni ricercatori avessero già ipotizzato il ruolo del collasso gravitazionale nella formazione dei binari a contatto, i modelli precedenti non disponevano della fisica dettagliata necessaria per verificare l’idea in modo rigoroso. Il lavoro di Barnes è il primo a includere tutti i processi necessari per ricrearli con successo nella simulazione. Come ha detto lo stesso Barnes, la cosa davvero entusiasmante è poter finalmente testare questa ipotesi in modo legittimo.

Il team sta ora lavorando a una simulazione migliorata, capace di rappresentare meglio il comportamento delle nuvole in fase di collasso. E Barnes ritiene che il modello potrebbe anche aiutare a studiare sistemi più complessi, con tre o più corpi connessi. Con le future missioni della NASA pronte a esplorare regioni sempre più remote, è molto probabile che altri mondi a forma di pupazzo di neve vengano scoperti. La Fascia di Kuiper, a quanto pare, ha ancora parecchie sorprese in serbo.

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