Rappresentazione artistica di un esopianeta simile a Giove appena scoperto in orbita attorno a una nana bianca, o stella morta. Questo sistema è la prova che i pianeti possono sopravvivere alla fase di gigante rossa esplosiva della loro stella ospite ed è il primo sistema planetario confermato che funge da analogo al destino del Sole e di Giove nel nostro sistema solare. Credito:Osservatorio W. M. Keck/Adam Makarenko
Gli astronomi hanno scoperto il primissimo sistema planetario confermato che assomiglia al destino previsto del nostro sistema solare, quando il Sole raggiunge la fine della sua vita in circa cinque miliardi di anni.
I ricercatori hanno rilevato il sistema utilizzando l'Osservatorio W.M. Keck su Maunakea alle Hawaii; è costituito da un pianeta simile a Giove con un'orbita simile a Giove che ruota attorno a una stella nana bianca situata vicino al centro della nostra galassia, la Via Lattea.
"Questa prova conferma che i pianeti che orbitano a una distanza sufficientemente grande possono continuare ad esistere dopo la morte della loro stella, "dice Joshua Blackman, un ricercatore post-dottorato in astronomia presso l'Università della Tasmania in Australia e autore principale dello studio. "Dato che questo sistema è un analogo del nostro sistema solare, suggerisce che Giove e Saturno potrebbero sopravvivere alla fase di gigante rossa del Sole, quando finisce il combustibile nucleare e si autodistrugge".
Lo studio è pubblicato nel numero di oggi della rivista Natura .
"Il futuro della Terra potrebbe non essere così roseo perché è molto più vicino al Sole, ", afferma il coautore David Bennett, un ricercatore senior presso l'Università del Maryland e il Goddard Space Flight Center della NASA. "Se l'umanità volesse trasferirsi su una luna di Giove o Saturno prima che il Sole frigga la Terra durante la sua fase di supergigante rossa, rimarremmo ancora in orbita intorno al Sole, anche se non saremmo in grado di fare affidamento sul calore del Sole come una nana bianca per molto tempo".
Una nana bianca è ciò che le stelle della sequenza principale come il nostro Sole diventano quando muoiono. Nelle ultime fasi del ciclo di vita stellare, una stella brucia tutto l'idrogeno nel suo nucleo e si gonfia in una stella gigante rossa. Poi crolla in se stesso, rimpicciolirsi in una nana bianca, dove tutto ciò che resta è un caldo, nucleo denso, tipicamente delle dimensioni della Terra e massiccia la metà del Sole. Poiché questi cadaveri stellari compatti sono piccoli e non hanno più il combustibile nucleare per irradiare brillantemente, le nane bianche sono molto deboli e difficili da rilevare.
Le immagini nel vicino infrarosso ad alta risoluzione ottenute con il sistema di ottica adattiva della stella guida laser dell'Osservatorio Keck abbinato alla sua fotocamera nel vicino infrarosso (NIRC2) rivelano che la nana bianca appena scoperta è circa il 60 percento della massa del Sole e il suo esopianeta sopravvissuto è un gas gigante mondo che è circa il 40% più massiccio di Giove.
Rappresentazione artistica di una stella in sequenza morente con un pianeta in orbita. La stella è nella fase di gigante rossa quando brucia l'ultimo del suo combustibile nucleare prima di collassare su se stessa e formare un più piccolo, nana bianca più debole. Credito:Osservatorio W. M. Keck/Adam Makarenko
Il team ha scoperto il pianeta usando una tecnica chiamata microlenti gravitazionali, che si verifica quando una stella vicina alla Terra si allinea momentaneamente con una stella più lontana. Questo crea un fenomeno in cui la gravità della stella in primo piano agisce come una lente e ingrandisce la luce della stella sullo sfondo. Se c'è un pianeta in orbita attorno alla stella più vicina, deforma temporaneamente la luce ingrandita mentre il pianeta sfreccia.
Stranamente, quando la squadra ha cercato di cercare la stella ospite del pianeta, scoprirono inaspettatamente che la luce delle stelle non era abbastanza brillante da essere normale, stella della sequenza principale. I dati hanno anche escluso la possibilità di una stella nana bruna come ospite.
"Siamo stati anche in grado di escludere la possibilità di una stella di neutroni o di un buco nero ospite. Ciò significa che il pianeta è in orbita attorno a una stella morta, una nana bianca, " dice il coautore Jean-Philippe Beaulieu, Professoressa, Warren cattedra di Astrofisica presso l'Università della Tasmania e Directeur de Recherche CNRS presso l'Institut d'Astrophysique de Paris. "Offre uno sguardo su come sarà il nostro sistema solare dopo la scomparsa della Terra, scaturito dalla cataclisma scomparsa del nostro Sole".
Rappresentazione artistica di Giove e della sua nana bianca ospite. Se gli umani sopravvivono per vedere il Sole morire, potrebbero teoricamente trasferirsi su una luna gioviana e rimanere al sicuro in orbita. Però, non potevano fare affidamento sulla diminuzione del calore del cadavere stellare del nostro Sole una volta che collassava in una nana bianca. Credito:Osservatorio W. M. Keck/Adam Makarenko
Il team di ricerca prevede di includere i loro risultati in uno studio statistico per scoprire quante altre nane bianche hanno intatte, sopravvissuti planetari.
La prossima missione della NASA, il telescopio romano Nancy Grace (precedentemente noto come WFIRST), che mira a visualizzare direttamente i pianeti giganti, aiuterà ulteriormente la loro indagine. Roman sarà in grado di effettuare un'indagine molto più completa dei pianeti in orbita attorno alle nane bianche situate fino al rigonfiamento galattico al centro della Via Lattea. Ciò consentirà agli astronomi di determinare se è comune per i pianeti simili a Giove sfuggire agli ultimi giorni della loro stella, o se una frazione significativa di esse viene distrutta prima che le stelle che le ospitano diventino giganti rosse.
"Questo è un risultato estremamente entusiasmante, "dice John O'Meara, capo scienziato dell'Osservatorio Keck. "È meraviglioso vedere oggi un esempio del tipo di scienza che Keck farà in massa quando Roman inizierà la sua missione".
