Il fatto triste dell'Universo è che alla fine tutte le stelle moriranno. E quando lo fanno, cosa succede ai loro bambini? Di solito, la prognosi per i pianeti intorno a una stella morente non è buona, ma un nuovo studio afferma che alcuni potrebbero effettivamente sopravvivere.
Un gruppo di astronomi ha esaminato più da vicino cosa succede quando le stelle, come il nostro Sole, ad esempio, diventano nane bianche negli ultimi anni della loro vita. A quanto pare, pianeti più densi come la Terra potrebbero sopravvivere all'evento. Ma solo se sono alla giusta distanza.
Questa nuova ricerca proviene da astronomi del gruppo Astronomia e Astrofisica dell'Università di Warwick. Il loro articolo è stato pubblicato nelle comunicazioni mensili della Royal Astronomical Society. Il titolo è "Rilassamento orbitale ed eccitazione dei pianeti che interagiscono in modo ordinato con le nane bianche".
Una nana bianca è lo stato finale di una stella che non è abbastanza grande da diventare una stella di neutroni. Nella nostra Via Lattea, circa il 97% delle stelle diventerà nane bianche.
"Il documento è uno dei primi studi dedicati in assoluto a studiare gli effetti delle maree tra nani bianchi e pianeti".
Dr. Dimitri Veras, Università di Warwick.
Quando una stella esaurisce il suo combustibile e diventa una nana bianca, non è una transizione delicata. La stella soffia via i suoi strati esterni di gas e formano una nebulosa planetaria. Tutti i pianeti in orbita possono essere violentemente distrutti da questa espulsione gassosa cataclismica.
Successivamente, tutti i corpi sopravvissuti saranno soggetti a enormi forze di marea create quando la stella collassa nel suo stato di nana bianca super densa. Le forze di marea potrebbero spingere qualsiasi pianeta in orbita verso nuove orbite o addirittura espellerlo dal sistema solare.
Ad aggravare questo scenario distruttivo si generano emissioni radiografiche mortali. Se alcuni dei corpi in orbita vengono distrutti o spogliati di materiale, quel materiale può cadere nella stella, causando l'emissione di raggi X da parte del nano bianco. È difficile immaginare che una vita sopravviva alla transizione di una stella in una nana bianca, ma se alcuni lo facessero, in qualche modo, i raggi X sarebbero il colpo di grazia. In ogni caso, l'ambiente intorno a una nana bianca non è un bel posto dove stare.
Secondo questo nuovo studio, alcuni pianeti possono sopravvivere a questo ambiente mortale, se sono abbastanza densi e se sono alla giusta distanza.
La loro sopravvivenza dipende da qualcosa che viene chiamato "raggio di distruzione". Il raggio di distruzione è "la distanza dalla stella in cui un oggetto tenuto insieme solo dalla sua stessa gravità si disintegrerà a causa delle forze di marea", secondo un comunicato stampa. Se alcuni pianeti vengono distrutti dal nano bianco, quell'anello di detriti si formerà nel raggio di distruzione.
Lo studio mostra anche che più un pianeta è massiccio, meno è probabile che sopravviva alle nuove interazioni di marea nel suo sistema solare. Un pianeta meno massiccio sarà colpito dalle stesse forze, ma la sua massa inferiore potrebbe consentirgli di sopravvivere.
La sopravvivenza di un dato pianeta è complicata e dipende da una serie di fattori, come la sua massa e la sua posizione rispetto al raggio di distruzione. Ma dipende anche dalla viscosità di un pianeta. Un tipo di esopianeta chiamato "eso-Terra a bassa viscosità" può essere ingoiato dalla stella anche se si trova a cinque volte la distanza dal centro della nana bianca e dal suo raggio di distruzione. (Encelado è un buon esempio di un corpo a bassa viscosità.)
Esistono anche "eso-terre ad alta viscosità" che possono essere facilmente ingerite se si trovano a una distanza doppia rispetto alla distanza tra il centro della nana bianca e il suo raggio di distruzione. Una exo-Terra ad alta viscosità è un pianeta con un nucleo denso composto interamente da elementi più pesanti.
L'autore principale dell'articolo è il Dr. Dimitri Veras del Dipartimento di Fisica dell'Università di Warwick. Il dott. Veras ha dichiarato: “L'articolo è uno dei primi studi dedicati in assoluto a studiare gli effetti delle maree tra nani bianchi e pianeti. Questo tipo di modellistica avrà crescente rilevanza nei prossimi anni, quando è probabile che vengano scoperti ulteriori corpi rocciosi vicino a nane bianche. "
Il dottor Veras è pronto a sottolineare i limiti di questa ricerca. Si applica solo ai pianeti omogenei. Ciò significa pianeti la cui struttura è la stessa, piuttosto che un pianeta come la Terra, con più strati nella sua struttura. Modellare pianeti come la Terra è estremamente complicato.
"Il nostro studio, sebbene sofisticato sotto molti aspetti, tratta solo pianeti rocciosi omogenei che sono coerenti nella loro struttura in tutto", ha affermato il dott. Veras. "Un pianeta multistrato, come la Terra, sarebbe significativamente più complicato da calcolare, ma stiamo studiando la fattibilità di farlo."
"... il nostro studio dimostra che i pianeti rocciosi possono sopravvivere alle interazioni delle maree con la nana bianca in un modo che spinge i pianeti leggermente verso l'esterno."
Dr. Dimitri Veras, Università di Warwick.
Lo studio sottolinea la complessità di determinare una distanza di sicurezza da una stella nana bianca. Ma ci sarà sempre una distanza di sicurezza. Per un pianeta roccioso e omogeneo, dovrebbe essere in grado di resistere all'ingorgo e sopravvivere alle forze di marea se si trova a distanza dal nano bianco di "circa un terzo della distanza tra Mercurio e il Sole" secondo lo studio.
Questo studio aiuterà a dare forma al modo in cui gli astronomi cacciano gli esopianeti attorno alle stelle bianche nane. E poiché le stelle bianche nane sono così abbondanti, l'utilità degli studi è garantita.
"Il nostro studio richiede agli astronomi di cercare pianeti rocciosi vicini - ma appena al di fuori - del raggio di distruzione del nano bianco", ha detto il dott. Fino ad ora le osservazioni si sono concentrate su questa regione interna, ma il nostro studio dimostra che i pianeti rocciosi possono sopravvivere alla marea interazioni con la nana bianca in un modo che spinge i pianeti leggermente verso l'esterno. "
Il dottor Veras afferma che il loro studio informa anche la ricerca di esopianeti attorno a nane bianche cercando la firma geometrica di un esopianeta nel disco di detriti. È risaputo che i corpi in un anello di detriti o in un disco protoplanetario possono lasciare il segno nell'anello, segnalando la loro presenza a osservatori distanti.
“Gli astronomi dovrebbero anche cercare firme geometriche in dischi di detriti noti. Queste firme potrebbero essere il risultato di perturbazioni gravitazionali da un pianeta che risiede appena al di fuori del raggio di distruzione ", ha detto il Dr." In questi casi, i dischi sarebbero stati formati in precedenza dalla frantumazione di asteroidi che si avvicinano periodicamente ed entrano nel raggio di distruzione del nano bianco. "
Con i telescopi più potenti che entreranno in linea nei prossimi anni e con la ricerca di esopianeti in aumento, il team dietro la carta spera che il loro lavoro aiuti i cacciatori di pianeti a sondare con successo i sistemi di nani bianchi.
