Il concetto di questo artista mostra un enorme, oggetto simile a una cometa che cade verso una nana bianca. I nuovi risultati del telescopio spaziale Hubble sono la prova di una cintura di corpi simili a comete in orbita attorno alla nana bianca, simile alla fascia di Kuiper del nostro sistema solare. I risultati suggeriscono anche la presenza di uno o più pianeti sopravvissuti invisibili attorno alla nana bianca, che potrebbe aver perturbato la cintura per scagliare oggetti ghiacciati nella stella bruciata. Credito:NASA, ESA, e Z. Levy (STScI)
Molti scienziati ritengono che la Terra fosse asciutta quando si è formata per la prima volta, e che gli elementi costitutivi della vita sul nostro pianeta:carbonio, l'azoto e l'acqua sono apparsi solo in seguito a seguito di collisioni con altri oggetti nel nostro sistema solare che avevano quegli elementi.
Oggi, un team di scienziati guidato dall'UCLA riferisce di aver scoperto l'esistenza di una stella nana bianca la cui atmosfera è ricca di carbonio e azoto, così come in ossigeno e idrogeno, i componenti dell'acqua. La nana bianca si trova a circa 200 anni luce dalla Terra e si trova nella costellazione di Bootes.
Benjamin Zuckermann, un co-autore della ricerca e un professore di astronomia UCLA, ha detto che lo studio presenta prove che il sistema planetario associato alla nana bianca contiene materiali che sono i mattoni fondamentali per la vita. E sebbene lo studio si sia concentrato su questa particolare stella, nota come WD 1425+540, il fatto che il suo sistema planetario condivida le caratteristiche con il nostro sistema solare suggerisce fortemente che lo sarebbero anche altri sistemi planetari.
"I risultati indicano che alcune importanti precondizioni della vita sono comuni nell'universo, " ha detto Zuckermann.
Gli scienziati riferiscono che un pianeta minore nel sistema planetario stava orbitando attorno alla nana bianca, e la sua traiettoria fu in qualche modo alterata, forse dall'attrazione gravitazionale di un pianeta nello stesso sistema. Quel cambiamento ha fatto sì che il pianeta minore viaggiasse molto vicino alla nana bianca, dove il forte campo gravitazionale della stella ha fatto a pezzi il pianeta minore in gas e polvere. Quei resti andarono in orbita attorno alla nana bianca, proprio come gli anelli attorno a Saturno, Zuckerman ha detto, prima di finire a spirale sulla stella stessa, portando con sé gli elementi costitutivi della vita.
I ricercatori pensano che questi eventi si siano verificati relativamente di recente, forse negli ultimi 100, 000 anni o giù di lì, disse Edward Young, un altro coautore dello studio e un professore di geochimica e cosmochimica dell'UCLA. Stimano che circa il 30 percento della massa del pianeta minore fosse acqua e altri ghiacci, e circa il 70% era materiale roccioso.
La ricerca suggerisce che il pianeta minore è il primo di quelli che sono probabilmente molti di questi analoghi agli oggetti nella fascia di Kuiper del nostro sistema solare. La fascia di Kuiper è un enorme ammasso di piccoli corpi come comete e pianeti minori situati nelle zone più esterne del nostro sistema solare, oltre Nettuno. Gli astronomi si sono a lungo chiesti se altri sistemi planetari abbiano corpi con proprietà simili a quelli della fascia di Kuiper, e il nuovo studio sembra confermare per la prima volta l'esistenza di un tale organismo.
Le stelle nane bianche sono dense, resti bruciati di stelle normali. La loro forte attrazione gravitazionale provoca elementi come il carbonio, ossigeno e azoto per sprofondare fuori dalle loro atmosfere e nei loro interni, dove non possono essere rilevati dai telescopi.
La ricerca, pubblicato in Lettere per riviste astrofisiche , descrive come WD 1425+540 è arrivato ad ottenere il carbonio, azoto, ossigeno e idrogeno. Questa è la prima volta che viene scoperta una nana bianca con azoto, e uno dei pochi esempi conosciuti di nane bianche che sono state colpite da un corpo roccioso ricco di ghiaccio d'acqua.
"Se c'è acqua negli oggetti simili alla cintura di Kuiper intorno ad altre stelle, come ora sembra esserci, poi, quando si formano pianeti rocciosi, non è necessario che contengano gli ingredienti della vita, " disse Siyi Xu, l'autore principale dello studio, una borsista post-dottorato presso l'Osservatorio europeo meridionale in Germania che ha conseguito il dottorato presso l'UCLA.
"Ora stiamo vedendo in un sistema planetario al di fuori del nostro sistema solare che ci sono pianeti minori dove l'acqua, azoto e carbonio sono presenti in abbondanza, come nella fascia di Kuiper del nostro sistema solare, " disse Xu. "Se la Terra ottenesse la sua acqua, azoto e carbonio dall'impatto di tali oggetti, quindi anche i pianeti rocciosi di altri sistemi planetari potrebbero ottenere la loro acqua, azoto e carbonio in questo modo."
Un pianeta roccioso che si forma relativamente vicino alla sua stella sarebbe probabilmente secco, ha detto il giovane.
"Vorremmo sapere se in altri sistemi planetari esistono cinture di Kuiper con grandi quantità di acqua che potrebbero essere aggiunte a pianeti altrimenti secchi, " ha detto. "La nostra ricerca suggerisce che questo è probabile."
Secondo Zuckermann, lo studio non risolve la questione se la vita nell'universo sia comune.
"Per prima cosa hai bisogno di un mondo simile alla Terra nella sua dimensione, massa e alla giusta distanza da una stella come il nostro Sole, " Egli ha detto, aggiungendo che gli astronomi non hanno ancora trovato un pianeta che corrisponda a quei criteri.
I ricercatori hanno osservato WD 1425+540 con il telescopio Keck nel 2008 e nel 2014, e con il telescopio spaziale Hubble nel 2014. Hanno analizzato la composizione chimica della sua atmosfera usando uno strumento chiamato spettrometro, che scompone la luce in lunghezze d'onda. Gli spettrometri possono essere sintonizzati sulle lunghezze d'onda alle quali gli scienziati sanno che un dato elemento emette e assorbe luce; gli scienziati possono quindi determinare la presenza dell'elemento in base al fatto che emetta o assorba luce di determinate lunghezze d'onda caratteristiche. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno visto gli elementi nell'atmosfera della nana bianca perché hanno assorbito parte della luce di fondo della nana bianca.
