Un pianeta nato dal materiale espulso da una stella mentre moriva, che oggi le restituisce quello stesso materiale creando una firma unica che comunica all’universo la sua presenza. Fatto di zinco, rame e niobio, potrebbe essere il primo pianeta di seconda generazione trovato in orbita attorno a una nana bianca. La scoperta è stata pubblicata questa settimana su Nature Astronomy.
Illustrazione artistica del pianeta di seconda generazione che si è formato attorno alla nana bianca HS 0209+0832. Crediti: Dott.ssa Snehalata Sahu/Università di Warwick.
HS 0209+0832 è una giovane nana bianca calda con una temperatura efficace di 35mila gradi e un’atmosfera dominata dall’idrogeno, con una traccia di elio pari ad appena l’un per cento. Una composizione insolita per una nana bianca di questa temperatura, che dovrebbe espellere tutto l’elio presente nell’atmosfera nel giro di pochi mesi dalla sua formazione. E c’è di più: il suo spettro, ottenuto nel 1999 con lo Space Telescope Imaging Spectrograph (Stis) a bordo del telescopio spaziale Hubble, a lunghezze d’onda del lontano ultravioletto, ha rivelato la presenza di carbonio, alluminio, silicio, calcio, titanio, nichel e zinco a livelli oltre mille volte superiori a quelli del Sole. Si tratta di elementi prodotti durante la morte di una stella e, in particolare, è la prima volta che il niobio viene osservato in una nana bianca.
«Questo schema di elementi è un segnale inequivocabile del processo s, una reazione nucleare che costruisce elementi pesanti all’interno delle stelle morenti durante la loro fase di gigante rossa, quando sono molto espanse», spiega Nicholas Stone, professore associato al Department of Astronomy dell’University of Wisconsin-Madison, coautore dell’articolo. «È una firma chimica che nessun normale pianeta di “prima generazione” dovrebbe presentare e che ci ha indicato che questo nuovo pianeta era qualcosa di diverso».
I pianeti di seconda generazione sono merce rara. Finora era stata ipotizzata l’esistenza di mondi analoghi, “rinati”, attorno alle pulsar, ma questa è la prima volta che si sospetta l’esistenza di un corpo simile attorno a una nana bianca. «Trovare un pianeta di questo tipo attorno a una nana bianca è stato del tutto inaspettato», commenta il primo autore Jamie Williams, dottorando al Department of Physics dell’Università di Warwick. «È un po’ come trovare un pianeta rinato dalle ceneri della stessa stella attorno alla quale orbitava un tempo».
La particolarità di questa scoperta, comunque, non si limita alla natura dell’oggetto individuato. Il pianeta, infatti, non dà informazione di sé in maniera autonoma, ma sfrutta una caratteristica della stella attorno alla quale orbita. Le nane bianche, cioè i nuclei collassati lasciati dalle stelle quando esauriscono il combustibile, sono note infatti per attirare materiale circostante proveniente dai pianeti, che può essere rilevato nella loro atmosfera. Secondo gli autori, quindi, la spiegazione più probabile sarebbe che la nana bianca HS 0209+0832 stia inglobando materiale proveniente dal pianeta gigante di seconda generazione appena nato, condensatosi a partire da un nuovo disco di materiale che si sarebbe formato durante la morte della stella. Poiché quel disco era costituito dal materiale espulso dalla stella stessa, sarebbe naturalmente ricco degli insoliti elementi pesanti che ora vengono rilevati nell’atmosfera della nana bianca. Formare un disco protoplanetario in questa situazione non sarebbe affatto facile, motivo per cui questi pianeti sono così rari. Soprattutto perché una singola stella isolata muore ed espelle massa in modo approssimativamente simmetrico, disperdendola nel mezzo interstellare. Per formare il disco di materiale necessario alla nascita di un pianeta, HS 0209+0832 probabilmente aveva bisogno di una stella compagna che riportasse il materiale espulso in orbita, anziché lasciarlo sfuggire.
A sostegno di questa interpretazione, il telescopio Tess della Nasa ha rilevato un debole segnale periodico di luminosità proveniente direttamente dal pianeta, che si ripeteva ogni 4.4 giorni, e compatibile con la presenza di un gigante gassoso delle dimensioni di Giove in un’orbita stretta e in rotazione sincrona. A una distanza così ravvicinata dalla nana bianca, si prevede che l’atmosfera esterna del pianeta stia evaporando sotto l’intensa radiazione, con il materiale in fuga che ricade sulla superficie della nana bianca, producendo l’insolita firma chimica.
Se confermata, HS 0209+0832 sarebbe la prima nana bianca scoperta come sede di un pianeta di seconda generazione, e suggerirebbe un nuovo modo per trovare altri pianeti “rinati”: cercare la stessa firma di carbonio ed elementi pesanti nella luce di altre stelle morte. Sorge a questo punto una curiosità, per ovvie ragioni impossibile da soddisfare: se anche quando morirà il Sole, diventando gigante rossa prima e nana bianca poi, si creeranno le condizioni per formare una seconda generazione di pianeti nati sulle fondamenta del nostro Sistema solare e dei nuovi elementi chimici che si formeranno.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Discovery of a second-generation planet candidate accreting onto a white dwarf“, di Jamie T. Williams, Boris T. Gänsicke, Nicholas C. Stone, Detlev Koester, Benjamin D. R. Davies, Christopher Tong, David J. Wilson, Snehalata Sahu, Andrew Swan, Thomas G. Beatty, Sergio H. Ramírez, Tim Cunningham e Knox S. Long
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