Gli astronomi hanno scoperto un grande pianeta delle dimensioni di Nettuno in orbita attorno a una stella nana bianca. Il pianeta è quattro volte più grande della stella e la nana bianca sembra distruggere lentamente il pianeta: il calore della nana bianca sta evaporando materiale dall'atmosfera del pianeta, formando una coda simile a una cometa.
Una nana bianca è lo stato finale di stelle come il nostro Sole. Quando una stella simile al Sole si esaurisce, si espande in un gigante rosso. Durante quella fase, gran parte della massa della stella viene gettata nello spazio. Dopo ciò, ciò che rimane è una nana bianca compatta, relativamente bella.
Una nana bianca è principalmente una forza spesa in termini stellari. È nel suo stato finale, non si diffonde vicino alla stessa energia a cui era abituato. Ma è ancora abbastanza radiante per spogliare l'atmosfera dal pianeta. Ed è quello che sta succedendo con la stella in questo studio, chiamato WDJ0914 + 1914.
Il nano bianco in questo studio è stato tra i 10.000 esaminati dallo Sloan Digital Sky Survey (SDSS.) Lavorando con i dati Sloan, gli astronomi di Warwick hanno analizzato la luce proveniente dal nano bianco. Variazioni sottili ma rilevabili della luce provenivano dal sistema che permetteva agli astronomi di identificare gli elementi presenti.
Hanno rilevato piccoli picchi di idrogeno, ossigeno e zolfo. L'idrogeno era insolito, poiché le nane bianche sono per lo più composte da ossigeno e carbonio, e l'ossigeno e lo zolfo non erano mai stati visti prima in una situazione come questa. Guardarono più da vicino con il Very Large Telescope (VLT) e scoprirono che la forma dei tre elementi indicava la presenza di un anello di gas attorno a WDJ0914 + 1914.
"Un sistema del genere non è mai stato visto prima, e mi è stato subito chiaro che questa era una stella unica".
Dr. Boris Gaensicke, Università di Warwick.
Inizialmente, i ricercatori pensavano di vedere una stella binaria.
Il Dr. Boris Gaensicke dell'Università di Warwick è l'autore principale di uno degli studi. In un comunicato stampa disse: "All'inizio, pensavamo che si trattasse di una stella binaria con un disco di accrescimento formato dal flusso di massa tra le due stelle. Tuttavia, le nostre osservazioni mostrano che si tratta di un singolo nano bianco con un disco attorno all'incirca dieci volte più grande del nostro sole, fatto esclusivamente di idrogeno, ossigeno e zolfo. Un sistema del genere non è mai stato visto prima, e mi è stato subito chiaro che questa era una stella unica. "
Dopo ulteriori analisi, gli astronomi hanno scoperto che la nana bianca stava accumulando ossigeno e zolfo dal disco. Sono stati in grado di analizzare la composizione del disco stesso e hanno scoperto che corrisponde agli strati più profondi dei pianeti nel nostro sistema solare come Nettuno e Urano, entrambi giganti del ghiaccio.
Anche se la fusione è cessata molto tempo fa, la nana bianca è ancora di circa 28.000 gradi Celsius. Sta emettendo abbastanza energia per bombardare il pianeta invisibile e far evaporare il suo materiale. I calcoli del team mostrano che ogni secondo vengono rimosse nel disco circa 3000 tonnellate di materiale.
Gaensicke ha dichiarato: "Questa stella ha un pianeta che non possiamo vedere direttamente, ma poiché la stella è così calda che sta evaporando il pianeta, e rileviamo l'atmosfera che sta perdendo".
"Questa scoperta è un grande progresso perché negli ultimi due decenni abbiamo avuto prove crescenti che i sistemi planetari sopravvivono allo stadio della nana bianca."
DR. BORIS GAENSICKE, UNIVERSITÀ DI WARWICK.
Non tutti i nani bianchi sono così accesi come questo. Ciò significa che probabilmente non è possibile rilevare eventuali pianeti che li orbitano con questo stesso metodo. Ma devono essercene di più. In effetti, ci possono essere fino a 10 miliardi di nani bianchi nella Via Lattea. Quale percentuale di questi è abbastanza calda da avere pianeti che interagiscono con loro come questo è una domanda aperta.
"Potrebbero esserci molte nane bianche più fredde che hanno pianeti ma mancano dei fotoni ad alta energia necessari per guidare l'evaporazione, quindi non saremmo in grado di trovarli con lo stesso metodo", ha detto il dott. Gaensicke. "Tuttavia, alcuni di questi pianeti potrebbero essere rilevabili usando il metodo di transito quando il Large Synoptic Survey Telescope andrà in cielo." (Quel telescopio potrebbe essere ribattezzato Vera Rubin Survey Telescope.)
C'è un numero crescente di prove che dimostrano che i pianeti possono sopravvivere nella fase nana bianca della loro stella. Questa scoperta aggiunge peso a quella prova.
"Questa scoperta è un grande progresso perché negli ultimi due decenni abbiamo avuto prove crescenti che i sistemi planetari sopravvivono allo stadio della nana bianca", ha affermato il Dr. "Abbiamo visto molti asteroidi, comete e altri piccoli oggetti planetari colpire nane bianche, e spiegare questi eventi richiede ulteriori corpi di massa planetaria più lontani. Avere prove di un pianeta reale in cui era sparpagliato è un passo importante. "
Secondo il Dr. Matthias R. Schreiber, autore principale del secondo documento, il sistema WDJ0914 + 1914 è uno sguardo al futuro. "In un certo senso, WDJ0914 + 1914 ci sta dando uno sguardo al futuro molto lontano del nostro sistema solare."
Alla fine il nostro Sole condividerà lo stesso destino di questo nano bianco. Diventerà un gigante rosso, espandendo e avvolgendo Mercurio, Venere e Terra. (Forse anche Marte.) Dopo, tra circa 6 miliardi di anni, sarà una nana bianca. Se i giganti del gas e dei giganti del ghiaccio nel nostro Sistema Solare migrano abbastanza vicino alla stella, il loro materiale potrebbe essere strappato via su un disco proprio come WDJ0914 + 1914 sta facendo al suo gigante di ghiaccio.
In un documento di accompagnamento, gli astronomi sottolineano cosa accadrà. Il nostro futuro Sole emetterà abbastanza fotoni ad alta energia per rimuovere il materiale da Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Parte di quel gas entrerà nel disco e poi nel Sole stesso. I futuri astronomi, se ce ne sono, saranno in grado di vederlo come abbiamo fatto noi.
Il team potrebbe anche aver inavvertitamente trovato un modo per studiare le atmosfere degli esopianeti.
Nel comunicato stampa, il Dr. Schreiber ha commentato: “Siamo rimasti sbalorditi quando ci siamo resi conto che osservando le nane bianche calde, potremmo potenzialmente vedere le firme dalle atmosfere dei pianeti extrasolari. Mentre questa ipotesi necessita di ulteriori conferme, potrebbe davvero aprire le porte alla comprensione delle atmosfere dei pianeti extrasolari. "
Questa è la seconda volta che gli astronomi hanno trovato un pianeta in un posto inaspettato. A novembre, gli astronomi che utilizzano i dati TESS hanno trovato un pianeta in orbita attorno a un gigante rosso. In entrambi i casi, tutti i pianeti in queste posizioni avrebbero dovuto essere distrutti quando le loro stelle si espansero in giganti rossi.
Ma ora che due sono stati scoperti, è probabile che ce ne saranno molti, molti di più. Nel secondo articolo, gli autori deducono un tasso di 1 su 10.000 nane bianche che tolgono le atmosfere dai pianeti. Se ci fossero 10 miliardi di nane bianche nella Via Lattea, ce ne sarebbero 1 milione con pianeti che potrebbero essere rilevati spettroscopicamente a freddo. E questo è destinato a riformare la nostra comprensione di come si evolvono i sistemi solari.
Gli astronomi dell'Università di Warwick nel Regno Unito e dell'Università di Valparaiso negli Stati Uniti hanno fatto la scoperta. La loro ricerca è stata pubblicata in due articoli. Un articolo si intitola "Accrescimento di un pianeta gigante su una stella nana bianca" ed è stato pubblicato su Nature. Il secondo articolo è intitolato "Cold Giant Planets Evaporated by Hot White Dwarfs" ed è stato pubblicato in Astrophysical Journal Letters.
Di Più:
- Comunicato stampa: pianeta gigante nascosto rivelato attorno a una piccola stella nana bianca
- Research Paper: Cold Giant Planets Evaporated by Hot White Nwarfs
- Research Paper: Accrescimento di un pianeta gigante su una stella nana bianca
- Space Magazine: sembra impossibile, ma in qualche modo questo pianeta è sopravvissuto alla fase del gigante rosso della sua stella
