Il diagramma illustra la lenta distruzione del sistema planetario di G238-44, con la minuscola nana bianca al centro, circondata da un debole disco di accrescimento costituito da pezzi di corpi frantumati che cadono sulla stella morta. Gli asteroidi rimanenti formano un sottile flusso di materiale che circonda la stella. Pianeti giganti gassosi più grandi possono ancora esistere nel sistema e molto più lontano c'è una cintura di corpi ghiacciati come le comete. Credito:NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
La violenta agonia di una stella vicina ha sconvolto così completamente il suo sistema planetario che la stella morta che si è lasciata alle spalle, nota come nana bianca, sta risucchiando detriti sia dall'interno che dall'esterno del sistema, riferiscono oggi gli astronomi e i colleghi dell'UCLA.
Questo è il primo caso di cannibalismo cosmico in cui gli astronomi hanno osservato una nana bianca consumare sia materiale roccioso-metallico, probabilmente da un asteroide vicino, sia materiale ghiacciato, presumibilmente proveniente da un corpo simile a quelli trovati nella fascia di Kuiper al margine del nostro sistema solare.
"Non abbiamo mai visto entrambi questi tipi di oggetti accumularsi su una nana bianca contemporaneamente", ha detto il ricercatore capo Ted Johnson, laureato in fisica e astronomia all'UCLA la scorsa settimana. "Studiando queste nane bianche, speriamo di ottenere una migliore comprensione dei sistemi planetari che sono ancora intatti."
I risultati si basano su un'analisi dei materiali catturati dall'atmosfera di G238-44, una nana bianca a circa 86 anni luce dalla Terra, utilizzando i dati d'archivio del telescopio spaziale Hubble e altri satelliti e osservatori della NASA. Una nana bianca è il nucleo bruciato che rimane dopo che una stella come il nostro sole perde i suoi strati esterni e smette di bruciare carburante attraverso la fusione nucleare.
Per quanto sorprendente sia la dieta ad ampio raggio della nana bianca, i risultati sono anche intriganti perché gli astronomi ritengono che oggetti ghiacciati si siano schiantati contro e irrigato pianeti rocciosi asciutti nel nostro sistema solare, inclusa la Terra. Si pensa che miliardi di anni fa, comete e asteroidi abbiano trasportato acqua sul nostro pianeta, innescando le condizioni necessarie per la vita. La composizione del materiale rilevato mentre piove su G238-44 implica che i serbatoi ghiacciati potrebbero essere comuni tra i sistemi planetari, ha affermato il coautore della ricerca Benjamin Zuckerman, professore di fisica e astronomia dell'UCLA.
"La vita come la conosciamo richiede un pianeta roccioso ricoperto da una varietà di elementi volatili come carbonio, azoto e ossigeno", ha detto Zuckerman. "Le abbondanze degli elementi che vediamo su questa nana bianca sembrano provenire sia da un corpo genitore roccioso che da un corpo genitore ricco di volatili, il primo esempio che abbiamo trovato tra gli studi su centinaia di nane bianche."
Caos e distruzione:dalla stella vivente alla gigante rossa alla nana bianca
Le teorie sull'evoluzione del sistema planetario descrivono la scomparsa di una stella come un evento turbolento e caotico, che inizia quando prima si gonfia esponenzialmente in quella che è conosciuta come una gigante rossa e poi perde rapidamente i suoi strati esterni, collassando in una nana bianca, una stella super densa delle dimensioni della Terra, con una massa del nostro sole. Il processo interrompe drammaticamente le orbite dei pianeti rimanenti e gli oggetti più piccoli - asteroidi, comete, lune - che si avvicinano troppo a loro possono essere dispersi come flipper e lanciati verso la nana bianca.
Questo studio conferma la reale portata del caos, mostrando che entro 100 milioni di anni dopo l'inizio della sua fase di nana bianca, la stella è in grado di catturare e consumare simultaneamente materiale dalla sua vicina cintura di asteroidi e dalle sue lontane regioni simili alla cintura di Kuiper .
Sebbene gli astronomi abbiano catalogato più di 5.000 pianeti al di fuori del nostro sistema solare, l'unico pianeta di cui abbiamo una conoscenza diretta della struttura interna è la Terra. Poiché i materiali che si accumulano su G238-44 sono rappresentativi degli elementi costitutivi dei principali pianeti, questo cannibalismo da nana bianca offre un'opportunità unica per smontare i pianeti e vedere di cosa erano fatti quando si sono formati per la prima volta attorno alla stella, ha affermato la ricercatrice astronomica dell'UCLA Beth Klein, un membro del team.
Il team ha misurato la presenza di azoto, ossigeno, magnesio, silicio e ferro, tra gli altri elementi, nell'atmosfera della nana bianca. La loro rilevazione di ferro in abbondanza molto elevata è la prova della presenza di nuclei metallici di pianeti terrestri, come Terra, Venere, Marte e Mercurio, ha detto Johnson. Abbondanze di azoto inaspettatamente elevate li hanno portati a concludere che erano presenti anche corpi ghiacciati.
"La soluzione migliore per i nostri dati era un mix quasi due a uno di materiale simile a Mercurio e materiale simile a una cometa, che è costituito da ghiaccio e polvere", ha affermato Johnson. "Il metallo di ferro e il ghiaccio di azoto suggeriscono ciascuno condizioni selvaggiamente diverse di formazione planetaria. Non c'è nessun oggetto noto del sistema solare con così tanto di entrambi."
I ricercatori affermano che lo scenario finale per il nostro sole tra circa 5 miliardi di anni sarà probabilmente abbastanza simile a quello che è stato visto con G238-44. Durante la fase di gigante rossa del sole, la Terra potrebbe essere completamente vaporizzata insieme ai pianeti interni, prevedono.
Le orbite di molti degli asteroidi nella fascia principale di asteroidi del nostro sistema solare saranno perturbate gravitazionalmente da Giove e cadranno anche sui resti della nana bianca che diventerà il sole, ha detto.
Per più di due anni, il gruppo di ricerca dell'UCLA, insieme ai colleghi dell'UC San Diego e dell'Università di Kiel in Germania, ha lavorato per svelare il mistero del G238-44 analizzando gli elementi rilevati sulla stella nana bianca.
La loro analisi includeva i dati del Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer in pensione della NASA, lo spettrometro Echelle ad alta risoluzione dell'Osservatorio Keck alle Hawaii e lo spettrografo Cosmic Origins e lo spettrografo per immagini del telescopio spaziale del telescopio spaziale Hubble. Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra la NASA e l'Agenzia spaziale europea.
I risultati del team sono stati presentati in una conferenza stampa dell'American Astronomical Society il 15 giugno. + Esplora ulteriormente
