Riassunto:
Rianalizzando i dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble della NASA più di vent'anni fa, gli astronomi hanno scoperto un indizio importante che potrebbe risolvere un mistero di vecchia data. Un nuovo studio pubblicato su "Nature Astronomy" mostra che potrebbe esserci un "pianeta di seconda generazione" vicino alla nana bianca HS 0209+0832. Questo pianeta potrebbe non nascere contemporaneamente alla stella, ma si forma dalla reintegrazione del materiale espulso dopo la morte della stella.
Le nane bianche sono i nuclei caldi lasciati dopo che le stelle di piccola massa hanno esaurito il loro combustibile nucleare. Quando una stella raggiunge la fine della sua vita, disperde nello spazio i suoi strati esterni di gas e polvere. I ricercatori ritengono che i cosiddetti pianeti di seconda generazione si siano formati utilizzando il materiale lasciato da queste stelle morte e abbiano origini completamente diverse dai pianeti di prima generazione in orbita attorno al sole, come la Terra.
Jamie Williams, il primo autore dello studio e dottorando presso l'Università di Warwick nel Regno Unito, ha affermato che questa scoperta implica che lo stadio delle nane bianche non è la fine della storia delle stelle e dei loro sistemi planetari. Il sistema planetario con cui gli esseri umani hanno familiarità potrebbe essere solo il primo capitolo di una lunga storia evolutiva e, dopo la morte della stella, potrebbero apparire nuovi corpi celesti, il che porterà nuove entusiasmanti direzioni per la ricerca futura.
La svolta è arrivata da un insolito segnale chimico nascosto in vecchi dati osservativi. Nel 1999, il telescopio Hubble osservò il sistema HS 0209+0832 e registrò circa 100 caratteristiche spettrali che all'epoca non erano identificabili. Anni dopo, Williams riesaminò i dati d'archivio e li confrontò con un database aggiornato di spettri atomici, scoprendo infine che molti dei segnali sconosciuti corrispondevano all'elemento niobio.
L'elemento niobio esiste anche nel sistema solare ed è ampiamente utilizzato anche sulla Terra in campi come la gioielleria e l'imaging medico. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che l’abbondanza di niobio intorno a HS 0209+0832 superava di gran lunga le aspettative. La sua fonte non sembra essere il materiale originale rimasto al momento della nascita della stella, ma piuttosto i prodotti dell'eruzione avvenuta durante la morte della stella.
Nicholas Stone, astrofisico teorico dell'Università del Wisconsin-Madison, ha spiegato che alcuni elementi più pesanti del ferro, incluso il niobio, hanno un significato speciale. A differenza di molti elementi comuni, questi elementi pesanti non vengono prodotti attraverso la normale fusione nucleare all'interno delle stelle, ma si formano brevemente negli ambienti estremi che si verificano alla fine della vita di una stella. La presenza stessa del niobio è un chiaro segno del processo di morte della stella.
Il gruppo di ricerca ipotizza che quando la stella muore, il materiale pesante ricco di elementi espulso entra nello spazio circostante, parte del quale successivamente si riassembla e alla fine forma un pianeta gigante gassoso, mentre la maggior parte del materiale rimanente si dissipa gradualmente. In altre parole, il pianeta sospettato è probabilmente nato dopo la morte della stella.
Quando il team ha confermato che il niobio era effettivamente presente nei dati, l'intero puzzle è diventato improvvisamente coerente, ha affermato il coautore dello studio Boris Gansik, astronomo dell'Università di Warwick. Una tale firma di niobio non è mai stata trovata prima in nessuna stella nana bianca studiata.
I ricercatori hanno anche trovato ulteriori prove dai dati della missione FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) della NASA in pensione. Le osservazioni di FUSE mostrano anche che esiste un evidente segnale di elemento niobio nel sistema HS 0209+0832.
Allo stesso tempo, il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA ha fornito anche un altro indizio chiave. TESS ha monitorato la stella nana bianca per quattro mesi consecutivi e ha riscontrato cambiamenti periodici nella sua luminosità. Questo cambiamento suggerisce che un pianeta potrebbe orbitare attorno alla stella nana bianca a una distanza orbitale di soli 6 milioni di chilometri, molto più vicino della distanza tra Mercurio e il Sole.
Secondo le speculazioni attuali, questo oggetto candidato è un pianeta gigante gassoso vicino a Giove per dimensioni, ma potrebbe perdere rapidamente la sua atmosfera.
A causa del tempo di formazione relativamente breve, questa nana bianca mantiene ancora una temperatura estremamente elevata. I ricercatori ritengono che le intense radiazioni stiano portando via il materiale atmosferico dai pianeti vicini. Il gas in fuga può formare una struttura simile alla coda di una cometa e infine formare un disco di materiale a forma di anello attorno alla nana bianca.
Parte del materiale rimosso ricadrà quindi sulla superficie della nana bianca, il che potrebbe essere un motivo importante per cui il telescopio Hubble ha rilevato una grande quantità di niobio nelle sue osservazioni.
Anche così, Williams ritiene che, se questo pianeta di seconda generazione esistesse, potrebbe sopravvivere ancora a lungo. Nel corso del tempo, la nana bianca si raffredderà gradualmente ed entrerà in uno stato relativamente stabile. A quel punto, il pianeta potrebbe rimanere in una zona abitabile stabile per milioni di anni.
Tuttavia, ci sono ancora molti misteri irrisolti che circondano i pianeti di seconda generazione. Gli scienziati non sanno ancora esattamente come si formano questi pianeti, se si tratta di un fenomeno comune o di un'eccezione estremamente rara, né sanno quale tipo di evoluzione subiranno mentre orbitano attorno a una "stella morta".
Nei prossimi anni, il gruppo di ricerca prevede di continuare a utilizzare il telescopio spaziale Hubble per condurre osservazioni di follow-up, sperando di accumulare ulteriori prove per dipingere un quadro completo di questo potenziale nuovo gruppo di pianeti.
I risultati mostrano ancora una volta che la scoperta scientifica non segue un percorso rettilineo, hanno affermato i ricercatori. Molte scoperte importanti spesso derivano dal riesame di vecchi dati e dalla collisione di idee tra ricercatori in campi diversi. Questo “riesame del caso irrisolto” di una stella nana bianca potrebbe aprire la porta alla comprensione di un nuovo meccanismo di nascita planetaria.
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