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Si pensa che il Sole possa aver inghiottito un pianeta delle dimensioni della Terra all’inizio della sua storia.
Si pensa che il Sole possa aver inghiottito un pianeta delle dimensioni della Terra all’inizio della sua storia.
Ora un nuovo studio ha fatto un passo avanti suggerendo che un tale evento potrebbe aver lasciato indizi rilevabili all’interno della nostra stella che potrebbero ancora essere visibili oggi.
Questa idea di una firma misurabile o di ‘impronte digitali’ nell’interno solare attuale è stata esplorata da una ricerca pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Il professor Mutlu Yildiz, dell’Università Ege in Turchia, ha dichiarato: “Il nostro nuovo studio suggerisce che un pianeta diverse volte più massiccio della Terra potrebbe essere caduto nel giovane Sole lasciando un’impronta chimica duratura in profondità.
“Modellando l’evoluzione del Sole e confrontando i risultati con osservazioni precise del suo interno, scopriamo che l’ingestione di una super-Terra potrebbe aiutare a spiegare differenze di lunga data tra i modelli solari standard e le osservazioni, inclusi cambiamenti sottili nella struttura interna del Sole e la sua abbondanza di litio impoverita.”
I ricercatori hanno anche scoperto che un tale mondo potrebbe sopravvivere al suo passaggio attraverso gli strati esterni del Sole perdendo pochissima massa, il che suggerisce che i pianeti potrebbero lasciare impronte rilevabili all’interno delle loro stelle ospiti molto tempo dopo la loro scomparsa.
Per molti anni, i modelli solari basati sulla fisica standard dell’evoluzione stellare hanno avuto difficoltà a riprodurre contemporaneamente alcune osservazioni eliosismiche, in particolare la struttura della velocità del suono appena sotto la zona di convezione e la profondità della zona di convezione solare.
Allo stesso tempo, il Sole mostra una forte e ben nota esaurimento del litio sulla sua superficie.
“Eravamo interessati a sapere se questi problemi potessero avere un’origine comune nella prima storia chimica del Sole,” spiegò il professor Yildiz.
“Le stelle giovani sono circondate da dischi protoplanetari, dove quantità considerevoli di materiale possono muoversi tra il disco e la stella.
“Poiché i pianeti sono composti da materiale chimicamente diverso dal gas presente nel disco, ci siamo chiesti se l’inghiottimento precoce di un pianeta potesse aver lasciato una firma chimica all’interno del giovane Sole.”
I ricercatori hanno utilizzato il codice di evoluzione stellare MESA per testare la loro idea. Hanno esplorato diverse storie di accrescimento e confrontato i modelli solari risultanti con vincoli eliosismici e abbondanze superficiali, testando anche spiegazioni alternative che coinvolgono l’equazione di stato, l’opacità e diverse prescrizioni per la miscelazione turbolenta e convettiva.
I loro risultati favoriscono uno scenario in cui il giovane Sole avvolge una super-Terra circa 5–10 volte la massa terrestre.
È importante notare che la loro modellazione non spiega nemmeno un solo enigma. Contemporaneamente corrisponde a diverse misurazioni indipendenti del Sole, incluse osservazioni del suo interno e della sua insolitamente bassa abbondanza di litio.
“Pensavamo che l’inghiottimento planetario potesse influenzare la struttura solare, ma non ci aspettavamo che i calcoli convergessero su un intervallo di massa così specifico della super-Terra”, ha detto il professor Yildiz. “Quello è stato uno degli esiti più interessanti dello studio.”
Ha aggiunto che, sebbene non sia possibile dimostrare in modo definitivo che il Sole abbia inghiottito un pianeta, se la firma strutturale e chimica prevista potesse essere identificata indipendentemente tramite osservazioni elioseismiche o altro, fornirebbero prove solide che un tale evento sia avvenuto miliardi di anni fa.
Gli astronomi si sono da tempo chiesti perché molti altri sistemi stellari sembrino avere grandi super-Terre, mentre il nostro non ne ha.
Il nuovo studio cita ricerche precedenti di un decennio fa di Martin & Livio (2016), che suggerivano che una o più super-Terre potessero essersi formate all’interno dell’orbita di Mercurio e migrare verso l’interno attraverso il disco gassoso, potenzialmente cadendo nel giovane Sole.
Tuttavia, sebbene questa ricerca abbia fornito un percorso teorico per un evento di inghiottimento, non richiedeva che un tale pianeta fosse infine inghiottito dalla nostra stella.
“Il lavoro precedente proponeva che una super-Terra potesse essersi formata e migrare nel giovane Sole. Il nostro articolo chiede se il Sole stesso possa ancora portare prove osservabili che tale inghiottimento sia effettivamente avvenuto, e crediamo che possa accadere,” ha concluso la professoressa Yildiz.
“Il passo successivo è vedere se queste impronte possono essere rilevate indipendentemente.”
NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
