L’esistenza di un pianeta simile alla Terra intorno al Sole Morto offre speranza per la sopravvivenza finale del nostro pianeta.
La scoperta di un pianeta simile alla Terra a 4.000 anni luce di distanza nella Via Lattea fornisce un’anteprima di un possibile destino per il nostro pianeta miliardi di anni nel futuro, quando il Sole si sarà trasformato in una nana bianca e una Terra devastata e congelata sarà migrata oltre l’orbita di Marte.
Questo lontano sistema planetario, identificato da un team di astronomi guidato dall’Università della California (UC) a Berkeley dopo le osservazioni con l’Osservatorio W. M. Keck a Maunakea, nell’isola delle Hawaii, sembra molto simile alle aspettative per il sistema Sole-Terra: è costituito da una nana bianca di circa la metà della massa del Sole e da una compagna di dimensioni terrestri in un’orbita due volte più grande di quella terrestre di oggi.
Questo è probabilmente il destino della Terra. Il Sole alla fine si gonfierà come un pallone più grande dell’orbita terrestre di oggi, inghiottendo Mercurio e Venere nel processo.
Mentre la stella si espande per diventare una gigante rossa, la sua massa decrescente costringerà i pianeti a migrare verso orbite più lontane, offrendo alla Terra una piccola opportunità di sopravvivere più lontano dal Sole.
Alla fine, gli strati esterni della gigante rossa saranno spazzati via per lasciare dietro di sé una densa nana bianca non più grande di un pianeta. ma con la massa di una stella. Se la Terra sarà sopravvissuta per allora, probabilmente finirà in un’orbita doppia rispetto alle sue dimensioni attuali.
La scoperta, pubblicata online sulla rivista Nature Astronomy, racconta agli scienziati l’evoluzione delle stelle di sequenza principale come il Sole, attraverso la fase di gigante rossa fino a diventare una nana bianca, e come influisce sui pianeti che le circondano.
Alcuni studi suggeriscono che per il Sole, questo processo potrebbe iniziare in circa un miliardo di anni, vaporizzando infine gli oceani della Terra e raddoppiando il raggio orbitale della Terra, se la stella in espansione non inghiotte prima il nostro pianeta.
Alla fine, tra circa 8 miliardi di anni, gli strati esterni del Sole si saranno dispersi per lasciare dietro di sé una palla densa e incandescente – una nana bianca – che è circa la metà della massa del Sole, ma di dimensioni inferiori a quelle della Terra.
“Al momento non abbiamo un consenso sul fatto che la Terra possa evitare di essere inghiottita dalla gigante rossa Sole in 6 miliardi di anni”, ha detto l’autore principale dello studio Keming Zhang, ex studente di dottorato presso l’UC Berkeley, che ora è un borsista post-dottorato Eric e Wendy Schmidt AI in Science presso l’UC San Diego.
“In ogni caso, il pianeta Terra sarà abitabile solo per circa un altro miliardo di anni, a quel punto gli oceani della Terra saranno vaporizzati dall’effetto serra fuori controllo, molto prima del rischio di essere inghiottiti dalla gigante rossa”.
Il sistema planetario fornisce un esempio di un pianeta che è sopravvissuto, anche se è molto al di fuori della zona abitabile della debole nana bianca ed è improbabile che ospiti la vita. Potrebbe aver avuto condizioni abitabili ad un certo punto, quando il suo ospite era ancora una stella simile al Sole.
“Non si sa se la vita possa sopravvivere sulla Terra durante quel periodo (di gigante rossa). Ma certamente la cosa più importante è che la Terra non venga inghiottita dal Sole quando diventa una gigante rossa”, ha detto Jessica Lu, professore associato e presidente di astronomia alla UC Berkeley.
“Questo sistema che Keming ha trovato è un esempio di un pianeta – probabilmente un pianeta simile alla Terra originariamente su un’orbita simile alla Terra – che è sopravvissuto alla fase di gigante rossa della sua stella ospite”.
IL MICROLENSING FA BRILLARE LE STELLE DI MILLE VOLTE
Il lontano sistema planetario, situato vicino al rigonfiamento al centro della nostra galassia, ha attirato l’attenzione degli astronomi nel 2020 quando è passato davanti a una stella più lontana e ha ingrandito la luce di quella stella di un fattore 1.000.
La gravità del sistema agiva come una lente per focalizzare e amplificare la luce proveniente dalla stella sullo sfondo.
Il team che ha scoperto questo “evento di microlensing” lo ha soprannominato KMT-2020-BLG-0414 perché è stato rilevato dal Korea Microlensing Telescope Network nell’emisfero australe.
Il sistema comprendeva una stella di circa la metà della massa del Sole, un pianeta di circa la massa della Terra e un pianeta molto grande di circa 17 volte la massa di Giove, probabilmente una nana bruna.
Le nane brune sono stelle fallite, con una massa appena inferiore a quella necessaria per innescare la fusione nel nucleo.
L’analisi ha anche concluso che il pianeta simile alla Terra si trovava tra 1 e 2 unità astronomiche dalla stella, cioè circa il doppio della distanza tra la Terra e il Sole
Per identificare il tipo di stella ospite, Zhang, Lu e il collega astronomo dell’UC Berkeley Joshua Bloom hanno esaminato più da vicino il sistema di lenti nel 2023 utilizzando la fotocamera nel vicino infrarosso di seconda generazione (NIRC2) dell’Osservatorio Keck abbinata al sistema di ottica adattiva dell’Osservatorio per eliminare la sfocatura causata dall’atmosfera terrestre.
Ma Zhang non ha rilevato nulla in due immagini separate dell’Osservatorio Keck.
“Le nostre conclusioni si basano sull’esclusione di scenari alternativi, dal momento che una stella normale sarebbe stata facilmente visibile”, ha detto Zhang. “Poiché la lente è sia scura che di piccola massa, abbiamo concluso che può essere solo una nana bianca”.
“Questo è un caso in cui non vedere nulla è in realtà più interessante che vedere qualcosa”, ha detto Lu, che cerca eventi di microlensing causati da buchi neri di massa stellare fluttuanti nella Via Lattea.
“Il microlensing si è trasformato in un modo molto interessante di studiare altri sistemi stellari che non possono essere osservati e rilevati con i mezzi convenzionali, cioè il metodo del transito o il metodo della velocità radiale”, ha detto Bloom.
“C’è un’intera serie di mondi che si stanno aprendo a noi attraverso il canale del microlensing, e ciò che è eccitante è che siamo sul punto di trovare configurazioni esotiche come questa”.
Uno degli scopi del Nancy Grace Roman Telescope della NASA, il cui lancio è previsto per il 2027, è quello di misurare le curve di luce degli eventi di microlensing per trovare esopianeti, molti dei quali dovranno essere seguiti utilizzando altri telescopi per identificare i tipi di stelle che ospitano gli esopianeti.
“Ciò che è necessario è un attento follow-up con le migliori strutture del mondo, ad esempio l’ottica adattiva e l’Osservatorio Keck, non solo un giorno o un mese dopo, ma molti, molti anni nel futuro, dopo che la lente si è allontanata dalla stella di sfondo in modo da poter iniziare a disambiguare ciò che si sta vedendo”, ha detto Bloom.
Zhang ha osservato che anche se la Terra venisse inghiottita durante la fase di gigante rossa del Sole tra un miliardo di anni, l’umanità potrebbe trovare un rifugio nel sistema solare esterno.
Diverse lune di Giove, come Europa, Callisto e Ganimede, ed Encelado intorno a Saturno, sembrano avere oceani di acqua ghiacciata che probabilmente si scongelano man mano che gli strati esterni della gigante rossa si espandono.
“Quando il Sole diventerà una gigante rossa, la zona abitabile si sposterà intorno all’orbita di Giove e Saturno, e molte di queste lune diventeranno pianeti oceanici”, ha detto Zhang. “Penso che, in quel caso, l’umanità potrebbe migrare là fuori”.
Immagine: Osservatorio WM Keck / Adam Makarenko
