I ricercatori che utilizzano il Very Large Telescope dell'ESO hanno, per la prima volta, trovato prove di un pianeta gigante associato a una stella nana bianca. Il pianeta orbita intorno alla calda nana bianca, il residuo di una stella simile al Sole, a distanza ravvicinata, provocando la rimozione della sua atmosfera e la formazione di un disco di gas attorno alla stella. Questo sistema unico suggerisce come potrebbe apparire il nostro Sistema Solare in un lontano futuro.

"È stata una di quelle scoperte casuali, " afferma il ricercatore Boris Gänsicke, dell'Università di Warwick nel Regno Unito, che ha condotto lo studio, pubblicato oggi in Natura . Il team ha ispezionato circa 7000 nane bianche osservate dallo Sloan Digital Sky Survey e ne ha scoperto una diversa dalle altre. Analizzando sottili variazioni nella luce della stella, hanno trovato tracce di elementi chimici in quantità che gli scienziati non avevano mai osservato prima in una nana bianca. "Sapevamo che doveva esserci qualcosa di eccezionale in questo sistema, e ha ipotizzato che possa essere correlato a qualche tipo di residuo planetario."

Per avere una migliore idea delle proprietà di questa insolita stella, denominato WDJ0914+1914, il team lo ha analizzato con lo strumento X-shooter sul Very Large Telescope dell'ESO nel deserto cileno di Atacama. Queste osservazioni di follow-up hanno confermato la presenza di idrogeno, ossigeno e zolfo associati alla nana bianca. Studiando i minimi dettagli negli spettri acquisiti dall'X-shooter dell'ESO, il team ha scoperto che questi elementi erano in un disco di gas che turbinava nella nana bianca, e non proveniente dalla stella stessa.

"Ci sono volute alcune settimane di riflessione per capire che l'unico modo per creare un disco del genere è l'evaporazione di un pianeta gigante, " afferma Matthias Schreiber dell'Università di Valparaiso in Cile, che ha calcolato l'evoluzione passata e futura di questo sistema.

Le quantità rilevate di idrogeno, ossigeno e zolfo sono simili a quelli che si trovano negli strati atmosferici profondi di ghiaccio, pianeti giganti come Nettuno e Urano. Se un simile pianeta orbitasse vicino a una nana bianca calda, l'estrema radiazione ultravioletta della stella eliminerebbe i suoi strati esterni e parte di questo gas spogliato verrebbe a formare un disco, stesso accrescendosi sulla nana bianca. Questo è ciò che gli scienziati pensano di vedere intorno a WDJ0914+1914:il primo pianeta in evaporazione in orbita attorno a una nana bianca.

Combinando dati osservativi con modelli teorici, il team di astronomi del Regno Unito, Cile e Germania sono stati in grado di dipingere un'immagine più chiara di questo sistema unico. La nana bianca è piccola e, a 28 000 gradi Celsius (cinque volte la temperatura del Sole), estremamente caldo. Al contrario, il pianeta è ghiacciato e grande, almeno due volte più grande della stella. Poiché orbita intorno alla calda nana bianca a distanza ravvicinata, aggirandolo in soli 10 giorni, i fotoni ad alta energia della stella stanno gradualmente spazzando via l'atmosfera del pianeta. La maggior parte del gas fuoriesce, ma alcuni vengono trascinati in un disco che vortica nella stella a una velocità di 3000 tonnellate al secondo. È questo disco che rende visibile il pianeta simile a Nettuno, altrimenti nascosto.

"Questa è la prima volta che possiamo misurare la quantità di gas come ossigeno e zolfo nel disco, che fornisce indizi sulla composizione delle atmosfere degli esopianeti, "dice Odette Toloza dell'Università di Warwick, che ha sviluppato un modello per il disco di gas che circonda la nana bianca.

"La scoperta apre anche una nuova finestra sul destino finale dei sistemi planetari, " aggiunge Gänsicke.

Le stelle come il nostro Sole bruciano idrogeno nei loro nuclei per la maggior parte della loro vita. Una volta esaurito questo carburante, si gonfiano in giganti rosse, diventando centinaia di volte più grande e inghiottendo i pianeti vicini. Nel caso del Sistema Solare, questo includerà Mercurio, Venere, e anche la Terra, che saranno tutti consumati dal Sole gigante rosso in circa 5 miliardi di anni. Infine, Le stelle simili al sole perdono i loro strati esterni, lasciando dietro di sé solo un nucleo bruciato, una nana bianca. Tali resti stellari possono ancora ospitare pianeti, e si pensa che molti di questi sistemi stellari esistano nella nostra galassia. Però, fino ad ora, gli scienziati non avevano mai trovato prove di un pianeta gigante sopravvissuto attorno a una nana bianca. Il rilevamento di un esopianeta in orbita attorno a WDJ0914+1914, situato a circa 1500 anni luce di distanza nella costellazione del Cancro, potrebbe essere il primo di molti in orbita attorno a tali stelle.

Secondo i ricercatori, l'esopianeta ora trovato con l'aiuto dell'X-shooter dell'ESO orbita intorno alla nana bianca a una distanza di soli 10 milioni di chilometri, o 15 volte il raggio solare, che sarebbe stato nel profondo della gigante rossa. L'insolita posizione del pianeta implica che ad un certo punto dopo che la stella ospite è diventata una nana bianca, il pianeta si avvicinò ad esso. Gli astronomi ritengono che questa nuova orbita potrebbe essere il risultato di interazioni gravitazionali con altri pianeti del sistema, il che significa che più di un pianeta potrebbe essere sopravvissuto alla violenta transizione della sua stella ospite.

"Fino a poco tempo fa, pochissimi astronomi si sono soffermati a meditare sul destino dei pianeti in orbita attorno a stelle morenti. Questa scoperta di un pianeta che orbita da vicino attorno a un nucleo stellare bruciato dimostra con forza che l'Universo sta ripetutamente sfidando le nostre menti ad andare oltre le nostre idee consolidate, " conclude Gänsicke.

Questa ricerca è stata presentata in un documento che apparirà in Natura .