Scoperto il primo pianeta di seconda generazione in orbita a una nana bianca

Un pianeta nato dalle ceneri di una stella morta, composto da elementi che non dovrebbero esistere insieme nello spazio — questa è la scoperta che un team di astronomi dell'Università di Warwick ha appena pubblicato su Nature Astronomy. Si chiama HS 0209+0832, ed è una nana bianca giovane e straordinariamente calda, con una temperatura di 35mila gradi. Attorno a essa orbita quello che potrebbe essere il primo pianeta di seconda generazione mai trovato intorno a una stella di questo tipo: un mondo letteralmente rinato dalle fondamenta di una stella che è morta.

La storia inizia con un'anomalia spettrale. Nel 1999, il telescopio spaziale Hubble ha osservato l'atmosfera di HS 0209+0832 usando lo Space Telescope Imaging Spectrograph, catturando la luce ultravioletta della stella. Quello che gli astronomi hanno visto non aveva senso. L'atmosfera conteneva carbonio, alluminio, silicio, calcio, titanio, nichel e zinco a concentrazioni mille volte superiori a quelle del Sole. E per la prima volta in assoluto, il niobio era stato rilevato in una nana bianca. Questi non sono elementi casuali: sono i prodotti del processo s, una reazione nucleare che costruisce elementi pesanti all'interno delle stelle mentre muoiono, durante la loro fase di gigante rossa, quando si espandono enormemente. Nicholas Stone, professore associato all'Università del Wisconsin-Madison e coautore dello studio, ha spiegato che questa firma chimica è inequivocabile. È il segnale di un processo che nessun pianeta ordinario, di prima generazione, dovrebbe mai mostrare.

Ma come nasce un pianeta dai resti di una stella morta? La risposta risiede nella meccanica celeste e nella rarità di circostanze molto specifiche. Quando una stella isolata muore ed espelle la sua massa, lo fa in modo approssimativamente simmetrico, disperdendo il materiale nello spazio interstellare. Non c'è disco, non c'è orbita, non c'è nulla da cui formare un nuovo pianeta. HS 0209+0832, però, probabilmente aveva una stella compagna. Quella compagna ha fatto qualcosa di cruciale: ha ricatturato il materiale espulso, riportandolo in orbita anziché lasciarlo sfuggire. Così si è formato un nuovo disco protoplanetario, fatto interamente del materiale della stella morta, ricco naturalmente di quegli elementi pesanti che oggi gli astronomi osservano nell'atmosfera della nana bianca.

Il pianeta stesso non si tradisce facilmente. Non emette luce propria, non ha una firma diretta. Invece, rivela la sua presenza in modo indiretto, attraverso la stella che lo ospita. Le nane bianche hanno la capacità di attirare materiale circostante dai pianeti che le orbitano, e quel materiale si accumula nella loro atmosfera, dove può essere rilevato. Nel caso di HS 0209+0832, il pianeta gigante gassoso — delle dimensioni di Giove — orbita così vicino alla nana bianca che la sua atmosfera esterna sta evaporando sotto l'intensa radiazione. Il materiale in fuga ricade sulla superficie della stella, producendo quella firma chimica insolita che gli astronomi hanno osservato. Il telescopio Tess della Nasa ha rilevato un segnale periodico di luminosità che si ripete ogni 4,4 giorni, compatibile con un gigante gassoso in rotazione sincrona a una distanza così ravvicinata.

Jamie Williams, il primo autore dello studio e dottorando al Department of Physics dell'Università di Warwick, ha descritto la scoperta con una metafora che cattura l'essenza di quello che è stato trovato: è come scoprire un pianeta rinato dalle ceneri della stessa stella attorno alla quale orbitava un tempo. Questi pianeti di seconda generazione sono straordinariamente rari. Finora l'esistenza di mondi analoghi era stata solo ipotizzata attorno alle pulsar, ma questa è la prima volta che se ne sospetta la presenza attorno a una nana bianca. Trovarne uno è stato del tutto inaspettato.

La scoperta apre una nuova strada per la ricerca astronomica. Se questa interpretazione è corretta, gli astronomi ora sanno cosa cercare: quella stessa firma di carbonio e elementi pesanti nella luce di altre stelle morte. Potrebbero scoprire altri pianeti di seconda generazione nascosti nelle atmosfere delle nane bianche, rivelati non dalla loro luce, ma dai resti che lasciano cadere sulla stella che li ospita. E c'è una domanda che rimane impossibile da rispondere, ma affascinante da contemplare: quando il nostro Sole morirà, diventando prima una gigante rossa e poi una nana bianca, si creeranno le condizioni affinché una seconda generazione di pianeti nasca dalle fondamenta del nostro Sistema solare, costruita con gli elementi chimici che il Sole avrà creato durante la sua morte?