Una stella morta sta ancora consumando il suo sistema planetario

La scoperta mette alla prova la comprensione dell’evoluzione del sistema planetario.

 

 

 

Gli astronomi, utilizzando i dati dell’Osservatorio W. M. Keck su Maunakea nell’isola delle Hawaii, hanno identificato un raro e antico sistema planetario ancora attivamente consumato dalla sua nana bianca centrale, LSPM J0207+3331.

Situato a 145 anni luce dalla Terra, questo sistema ospita il disco di detriti più antico e ricco di metalli pesanti mai osservato intorno a una nana bianca ricca di idrogeno, sollevando nuove domande sulla stabilità a lungo termine dei sistemi planetari miliardi di anni dopo la morte stellare, quando la fusione è terminata nella stella.

Lo studio, condotto da Érika Le Bourdais del Trottier Institute for Research on Exoplanets dell’Université de Montréal, è stato pubblicato su The Astrophysical Journal.

“Questa scoperta sfida la nostra comprensione dell’evoluzione del sistema planetario”, ha detto Le Bourdais. “L’accrescimento in corso in questa fase suggerisce che le nane bianche potrebbero anche conservare resti planetari ancora in fase di cambiamenti dinamici”.

I dati spettroscopici ottenuti utilizzando lo strumento High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) su Keck I hanno rivelato che l’atmosfera della nana bianca è inquinata da 13 elementi chimici, prova di un corpo roccioso largo almeno 120 miglia (200 chilometri) che è stato dilaniato dalla gravità della stella.

“Questa è una delle pochissime volte in cui possiamo vedere prove dirette di pianeti che vengono fatti a pezzi e cadono su una stella morta”, ha detto John O’Meara, Chief Scientist dell’Osservatorio Keck.

“Non abbiamo molti di questi sistemi in cui vediamo nane bianche inquinate. Questo particolare sistema ha la più grande quantità di elementi pesanti visti fino ad oggi, il che dimostra che si trattava di un vecchio pianeta roccioso”.

Le atmosfere ricche di idrogeno intorno alle nane bianche in genere mascherano tali firme elementari, rendendo questa rilevazione particolarmente significativa.

“Qualcosa ha chiaramente disturbato questo sistema molto tempo dopo la morte della stella”, ha detto il co-investigatore John Debes dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, nel Maryland. “C’è ancora un serbatoio di materiale in grado di inquinare la nana bianca, anche dopo miliardi di anni”.

Perché questo ritardo?

Quasi la metà di tutte le nane bianche inquinate mostra segni di accrescimento di elementi pesanti, indicando che i loro sistemi planetari sono stati disturbati dinamicamente.

Nel caso di LSPM J0207+3331, una recente perturbazione, avvenuta negli ultimi milioni di anni, ha probabilmente spinto un pianeta roccioso a spirale verso l’interno.

“Questo suggerisce che i meccanismi di distruzione mareale e di accrescimento rimangono attivi molto tempo dopo la fase di sequenza principale della vita di una stella”, ha detto Debes.

“La perdita di massa durante l’evoluzione stellare può destabilizzare le orbite, colpendo pianeti, comete e asteroidi”.

Il sistema può esemplificare l’instabilità ritardata, in cui le interazioni multi-pianeta destabilizzano gradualmente le orbite nel corso di miliardi di anni.

“Questo potrebbe indicare processi dinamici a lungo termine che non comprendiamo ancora appieno”, ha aggiunto Debes.

Alla ricerca di pianeti esterni

Gli astronomi stanno ora indagando su ciò che potrebbe aver innescato l’interruzione.

I pianeti sopravvissuti delle dimensioni di Giove potrebbero essere responsabili, ma sono difficili da rilevare a causa della loro separazione dalla nana bianca e delle basse temperature.

I dati del telescopio spaziale Gaia dell’Agenzia spaziale europea potrebbero essere abbastanza sensibili da rilevare tali pianeti attraverso la loro influenza gravitazionale sulla nana bianca.

Il telescopio spaziale James Webb della NASA potrebbe anche fornire informazioni effettuando osservazioni a infrarossi del sistema alla ricerca di segni di pianeti esterni.

“Le osservazioni future potrebbero aiutare a distinguere tra una scossa planetaria o l’effetto gravitazionale di un incontro ravvicinato stellare con la nana bianca”, ha detto Debes.