Ancora una volta, le nane bianche, stelle in fin di vita che hanno ormai esaurito il carburante da miliardi di anni riescono a fornire indizi importanti sul mondo in cui il nostro Universo si popola ed evolve.

Un team di astronomi dell’università di Warwick stava analizzando i dati riguardanti oltre mille nane bianche osservate dal satellite Gaia, quando si è imbattuto in un segnale insolito proveniente da una di queste stelle morenti. Uno studio più approfondito di essa e delle tre compagne vicine ha permesso di identificare in questo segnale una firma chimica di Litio e Potassio. Stimando la loro abbondanza relativa rispetto ad altri elementi rilevati, come Sodio e Calcio, i ricercatori hanno scoperto che essa coincide esattamente con quella della crosta di pianeti rocciosi come la Terra e Marte.

“In precedenza avevamo visto ogni genere di firme di materiale proveniente dal nucleo e dal mantello” spiega Mark Hollands, autore dello studio e ricercatore presso l’università di Warwick. “Mai però era stata raggiunta una rivelazione certa di elementi che fanno parte di una crosta planetaria”. Adesso che si conosce la firma da cercare per trovare le croste di pianeti rocciosi, c’è la possibilità di analizzare un gran numero di nane bianche per trovarne altre che, come queste, mostrano la traccia di antichissimi sistemi planetari.

La composizione chimica di pianeti simili alla Terra

Diciamo che un pianeta è di tipo terrestre se è composto principalmente da roccia e metalli. La Terra e Marte sono gli esempi più vicini a noi, insieme a Venere e Mercurio, e ci sono molti altri corpi celesti minori di tipo roccioso nel nostro Sistema Solare. Durante la formazione di un pianeta di questo tipo, i materiali più pesanti sprofondano verso l’interno e i più leggeri rimangono all’esterno: alla fine esso sarà costituito da un nucleo centrale ricco di Ferro, un mantello in cui abbondano silicati come Ossigeno e Silicio e quasi sempre una crosta di elementi più leggeri.

Tracce della crosta di pianeti vaporizzati milioni di anni fa

Ognuna delle quattro stelle morenti analizzate dai ricercatori di Warwick mostra una traccia del materiale proveniente dagli strati più esterni di pianeti di tipo terrestre. Esse, infatti, presentano la firma del Litio e del Potassio, suggerendo la presenza di resti della crosta di pianeti rocciosi. Milioni di anni fa, questi si sono vaporizzati, mescolando il loro materiale a quello gassoso degli strati esterni delle stelle. Non erano mai stati trovati residui di crosta di un pianeta roccioso, prima d’ora: la scoperta apre quindi la strada all’analisi futura di altre nane bianche per cercare una traccia di materiale con queste abbondanze di elementi chimici.

Uno dei sistemi planetari più antichi mai scoperti

E non è finita qui, perché le stelle in fin di vita che il team di Hollands ha individuato sono tra le più vecchie della nostra Galassia: si ritiene che le reazioni di fusione nucleare al loro interno siano cessate ben 10 miliardi di anni fa. Si stanno raffreddando molto lentamente e ancora trattengono nel gas e nel materiale attorno a sé le tracce della loro personale storia.

“In un caso in particolare, stiamo osservando la formazione di pianeti attorno a una stella che si è formata da 11 a 12.5 miliardi di anni fa”. Nota così Pier-Emmanuel Tremblay, dell’Università di Warwick, coautore della pubblicazione. Se pensiamo che il nostro Universo ha poco più di 13 miliardi di anni, questo sistema planetario dovrebbe essere uno dei più antichi finora conosciuti. E se un tempo fosse stato esattamente come il nostro Sistema Solare? Nei prossimi anni, con l’inaugurazione di telescopi spaziali come il James Webb o il WFIRST, potremmo forse trovare risposte a queste domande.

Nuovi indizi per le teorie di formazione planetaria

Un altro dei sistemi planetari ipotizzati dagli astronomi, si sarebbe formato attorno a una stella dalla vita breve che inizialmente era più di quattro volte la massa del Sole. Adesso è ancora il 70% più massiccia della media. Normalmente la sua enorme massa farebbe scomparire molto rapidamente qualsiasi materiale roccioso presente nella sua atmosfera.

Questo fatto ha portato gli astronomi alla conclusione che probabilmente il materiale identificato come appartenente alla crosta di uno o più pianeti rocciosi deve essere ora parte di un disco di detriti circostante. La scoperta è da record e suggerisce indizi nuovi su come può avvenire la formazione di pianeti rocciosi in diversi sistemi planetari. Inoltre, la ricerca degli astronomi di Warwick ci conferma che sistemi come il nostro esistono da miliardi di anni. Chissà quanti altri si sono disintegrati nel tempo e aspettano che la loro storia venga raccontata.

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