Il destino della maggior parte delle stelle, comprese quelle come il nostro Sole, è quello di diventare una nana bianca. Una nana bianca è una stella che dopo aver consumato tutto il suo combustibile e aver espulso i suoi strati più esterni subisce un processo di restringimento e raffreddamento. Durante queste fasi, i pianeti in orbita vengono distrutti e i loro detriti in alcuni casi vengono assorbiti dalla nana bianca.
Un team di astronomi in collaborazione con l’Università di Warwick, ha identificato la nana bianca più antica della nostra Galassia, inquinata dai residui di planetesimi in orbita, scoprendo così uno dei più antichi sistemi planetari rocciosi e ghiacciati nella Via Lattea.
Per condurre questo studio, il team ha studiato due insolite nane bianche rilevate dall’osservatorio spaziale GAIA dell’ESA. Entrambe le stelle individuate sono state inquinate da detriti planetari. In particolare, una nana bianca è risultata insolitamente blu, mentre l’altra è la più debole e rossa trovata fino ad oggi nei dintorni della Galassia.
Due insolite nane bianche
Utilizzando i dati spettroscopici e fotometrici dell’osservatorio GAIA, del Dark Energy Survey e dello strumento X-Shooter dell’European Southern Observatory (ESO), il team ha stabilito che la stella “rossa” WDJ2147-4035 ha circa 10,7 miliardi anni, di cui 10,2 miliardi di anni trascorsi a raffreddarsi come una nana bianca. Analizzando lo spettro di WDJ2147-4035, il team ha scoperto la presenza di metalli, tra cui sodio, litio e potassio. Queste analisi rendono questa la nana bianca inquinata da metalli più antica scoperta finora.
La stella “blu” WDJ1922+0233 è leggermente più giovane di WDJ2147-4035. Questa nana bianca è stata inquinata da detriti planetari con una particolare composizione, simile alla crosta continentale terrestre. Il team ha concluso che il colore blu di WDJ1922+0233, nonostante la sua temperatura superficiale fredda, è causato dalla sua atmosfera stellare composta da elio e idrogeno.
L’ipotesi dei ricercatori è che i residui trovati nell’atmosfera della stella rossa WDJ2147-4035 provengano da un vecchio sistema planetario, sopravvissuto all’evoluzione della stella in una nana bianca. Gli astronomi hanno concluso che questi sono i resti del più antico sistema planetario situato attorno a una nana bianca appartenente alla Via Lattea. L’autrice principale e ricercatrice Abbigail Elms ha dichiarato:
Il 97% di tutte le stelle diventerà una nana bianca. Sono così onnipresenti in tutto l’Universo che è molto importante capirle. Formate dalle stelle più antiche della nostra galassia, le fredde nane bianche forniscono informazioni sulla formazione e l’evoluzione dei sistemi planetari. Stiamo trovando resti stellari che sono inquinati da pianeti un tempo simili alla Terra. È incredibile pensare che ciò sia accaduto più di dieci miliardi di anni fa e che quei pianeti siano morti molto prima che si formasse la Terra.
Le origini di questo antico sistema planetario
Gli astronomi possono utilizzare lo spettro della stella per determinare la velocità con cui i metalli individuati stanno entrando in profondità nei nuclei delle due nane bianche. Questo consente loro di guardare indietro nel tempo e determinarne la composizione originaria. Confrontando poi i dati ottenuti con gli oggetti celesti nel nostro Sistema Solare, è possibile scoprire come erano quei pianeti prima che la stella morisse e diventasse una nana bianca.
Al riguardo, Elms spiega: “La stella rossa WDJ2147-4035 è misteriosa. I detriti planetari accumulati sono ricchi di litio e potassio, si presentano diversi da qualsiasi cosa osservata nel nostro Sistema Solare. Questa nana bianca è molto interessante per diversi fattori. La sua temperatura superficiale ultra-fredda, i metalli che la inquinano e la sua età sono fattori unici. Si tratta inoltre di una stella magnetica, un fenomeno insolito nelle stelle vecchie.”
Come il professor Pier-Emmanuel Tremblay dell’Università di Warwick ha dichiarato, quando queste stelle si formarono più di 10 miliardi di anni fa, l’Universo era meno ricco di metalli di quanto non lo sia ora. Le due nane bianche osservate forniscono quindi un’entusiasmante sguardo sulla formazione planetaria in un ambiente povero di metalli e ricco di gas: condizioni diverse rispetto a quelle in cui si è formato il Sistema Solare.
Lo studio, pubblicato in versione preprint sul sito dell’Università di Warwick , è disponibile qui.
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