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    Il destino delle esolune

    La fantasiosa concezione di un artista di un "exomoon" simile alla Terra in orbita attorno a un pianeta gigante gassoso nella zona abitabile di una stella. Gli astronomi che cercano di spiegare l'apparente accrescimento di materiale roccioso su alcune nane bianche hanno identificato le esolune come una probabile fonte. Credito:NASA/JPL-Caltech

    Quando una stella come il nostro sole diventa molto vecchia, dopo altri sette miliardi di anni circa, si ridurrà a una frazione del suo raggio e diventerà una nana bianca, non più in grado di sostenere la combustione nucleare. Lo studio dei vecchi sistemi planetari attorno alle nane bianche fornisce indizi sul destino a lungo termine del nostro Sole e del suo sistema planetario. Ci si aspetta che l'atmosfera di una stella nana bianca scomponga qualsiasi materiale che si accumula su di essa negli elementi chimici costituenti e poi li stratifichi in base ai loro pesi atomici. Il risultato è che il visibile, gli strati più alti dell'atmosfera di una nana bianca dovrebbero contenere solo una combinazione di idrogeno, elio (e un po' di carbonio). Circa mille nane bianche, però, mostrano prove nei loro spettri di inquinamento da qualche forma di materiale roccioso. Ciò suggerisce che è frequente, continuo accrescimento su queste nane bianche di materiale frammentario proveniente da qualche parte - le origini precise non sono chiare.

    Gli astronomi CfA Matt Payne e Matt Holman, con due colleghi, hanno completato una serie di simulazioni della tarda evoluzione dei sistemi planetari per cercare di capire da dove potrebbe provenire questo materiale. Era già noto che le lune dei pianeti possono essere facilmente espulse dalle loro orbite durante le interazioni pianeta-pianeta nei sistemi di nane bianche. La domanda era se queste lune liberate potessero esse stesse accumularsi sulla stella per fornire gli elementi inquinanti, o se potrebbero agire per disperdere gli asteroidi verso la stella. La difficoltà sono stati i limiti computazionali della simulazione di un complesso sistema in evoluzione che includeva le lune intorno ai pianeti.

    Gli astronomi hanno sviluppato una tecnica per simulare l'evoluzione dei sistemi senza lune, ma poi aggiungendo nuovamente le lune in una fase successiva in modo autoconsistente. Quando lo fecero, hanno scoperto che le lune liberate spesso vagavano intorno ai confini interni del loro sistema stellare (ben entro un'unità astronomica dalla loro stella), e di conseguenza potrebbero cadere essi stessi nella stella o colpire asteroidi più piccoli, comete, o altri piccoli corpi sulla stella. Quindi sembra che entrambi i processi siano all'opera. Il risultato fornisce una prima valutazione di ciò che può accadere alle lune una volta che non si legano ai sistemi di nane bianche. Sono previsti studi futuri per determinare l'importanza relativa del materiale lunare liberato.


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