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Una stella morta è stata catturata mentre faceva a pezzi il suo sistema planetario

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Quando una stella muore, cosa succede ai suoi pianeti? Ebbene, se quella stella è una certa nana bianca a 86 anni luce di distanza, quei pianeti sono attualmente in procinto di essere fatti a pezzi e divorati dalla stella, come una grottesca performance cosmica di Crono che divora i suoi figli.

Questo non è del tutto insolito per le nane bianche. Ma questa particolare stella, chiamata G238-44, è una ghiotta: per la prima volta, gli astronomi hanno visto una di queste stelle ingoiare materiale sia dall’interno che dall’esterno del suo sistema planetario allo stesso tempo, nel punto più visualizzazione di stellare cannibalismo filiale osservato fino ad oggi.

Nell’atmosfera di G238-44, gli astronomi hanno rilevato tracce di elementi che suggeriscono che la stella morta abbia recentemente accresciuto materiale metallico e roccioso, come gli asteroidi interni del Sistema Solare, nonché materiale ghiacciato, come i corpi congelati che si possono trovare in Cintura di Kuiper del Sistema Solare esterno.

“Non abbiamo mai visto entrambi questi tipi di oggetti accumularsi su una nana bianca allo stesso tempo”, disse il fisico e astronomo Ted Johnson dell’Università della California di Los Angeles. “Studiando queste nane bianche, speriamo di ottenere una migliore comprensione dei sistemi planetari che sono ancora intatti”.

Le nane bianche sono ciò che accade quando una stella normale fino a otto volte la massa del Sole raggiunge la fine della sua vita. Una volta che una tale stella esaurisce il materiale per fondersi, si gonfia fino alle dimensioni di una gigante rossa prima di espellere il suo materiale esterno e il nucleo stellare collassa per gravità per formare un oggetto denso, che brilla brillantemente con la luce del calore residuo. Quella è la nana bianca.

Anche se questo processo sembra piuttosto approssimativo sui pianeti in orbita attorno alla stella, il Sole potrebbe gonfiarsi abbastanza da inghiottirlo Marte quando raggiungerà le ore della gigante rossa tra qualche miliardo di anni, ma di recente gli astronomi hanno trovato prove che suggeriscono che alcune parti dei sistemi planetari possono effettivamente sopravvivere.

Gli esopianeti sono stati nane bianche in orbita maculate. E poi c’è necroplanetologia – lo studio dei resti di esopianeti di nane bianche sulla base delle tracce degli elementi pesanti che contenevano atmosfere di nane bianche “inquinanti”.

Perché le nane bianche lo sono così denso (pensa a qualcosa della massa del Sole, stipato in una sfera delle dimensioni della Terra), gli elementi pesanti dovrebbero scomparire alla vista abbastanza rapidamente, il che significa che qualsiasi inquinamento di elementi pesanti in un’atmosfera di nana bianca deve essere stato depositato di recente.

Questo è eccitante, perché significa che abbiamo una sonda indiretta negli interni esoplanetari. Sappiamo di cosa è fatta la Terra e siamo abbastanza sicuri di comprendere in una certa misura la composizione di altri pianeti del Sistema Solare, ma gli esopianeti in orbita attorno a stelle lontane sono impossibili da sondare nel modo in cui possiamo sondare la Terra, o anche altri pianeti del Sistema Solare.

Poiché altri sistemi planetari rilevati fino ad oggi sembrano essere molto diversi dal Sistema Solare in molti modi, sondare le viscere degli esopianeti sgranocchiati dalle nane bianche può aiutare gli scienziati a determinare se anche gli interni degli esoplanetari sono diversi. Il che ci riporta a G238-44.

g 238 44 diagrammaDiagramma che illustra ciò che gli scienziati pensano stia accadendo intorno al G238-44. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI)

L’inquinamento nell’atmosfera di questa nana bianca è diverso da qualsiasi altro visto fino ad oggi, hanno scoperto Johnson e i suoi colleghi. Sono stati rilevati dieci elementi più pesanti dell’elio: carbonio, azoto, ossigeno, magnesio, alluminio, silicio, fosforo, zolfo, calcio e ferro.

Le abbondanze di ferro e azoto erano particolarmente elevate; il primo, ha detto il team, suggerisce un corpo con un nucleo di ferro differenziato, mentre il secondo suggerisce la presenza di corpi ghiacciati.

“La soluzione migliore per i nostri dati era un mix quasi due a uno Mercuriomateriale simile a quello di una cometa, che è costituito da ghiaccio e polvere”, ha detto Johnson. “Il metallo di ferro e il ghiaccio di azoto suggeriscono ciascuno condizioni selvaggiamente diverse di formazione planetaria. Non c’è nessun oggetto noto del sistema solare con così tanto di entrambi.”

I risultati suggeriscono anche che gli ingredienti per creare un mondo abitabile potrebbero non essere così rari nella Via Lattea. La Terra è un mondo roccioso e si pensa che sia stato seminato con gli elementi vitali per la vita, come l’acqua, da asteroide bombardamento. Il rilevamento di materiale ricco di azoto potrebbe significare che i serbatoi congelati di questi elementi potrebbero essere comuni.

“La vita come la conosciamo richiede un pianeta roccioso ricoperto da una varietà di elementi volatili come carbonio, azoto e ossigeno”, disse il fisico e astronomo Benjamin Zuckerman dell’UCLA.

“Le abbondanze degli elementi che vediamo su questa nana bianca sembrano provenire sia da un corpo genitore roccioso che da un corpo genitore ricco di volatili – il primo esempio che abbiamo trovato tra gli studi su centinaia di nane bianche”.

In effetti, gli alieni che scrutano il Sole da lontano, una volta che si è evoluto in una nana bianca in circa 5 miliardi di anni, potrebbero aspettarsi di vedere qualcosa di simile. Sebbene gli oggetti interni del Sistema Solare possano essere vaporizzati dalle nane bianche in espansione, la cintura di asteroidi tra Marte e Giove potrebbe sopravvivere, essere turbato da un Giove destabilizzato e piovere sulla stella morta.

La ricerca del team è stata presentata al 240° incontro dell’American Astronomical Society.

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