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Resti planetari visti per la prima volta

10 Feb 2022 Aldo Gagliano

Resti planetari visti per la prima volta

Momenti finali di resti planetari visti per la prima volta

• Un nuovo studio conferma decenni di prove indirette di detriti provenienti da pianeti in disintegrazione che precipitano in nane bianche in tutta la galassia

• L'Università di Warwick vede i raggi X dei detriti planetari riscaldati a un milione di gradi mentre cadono sul nucleo morto della sua stella ospite

Il momento in cui i detriti dei pianeti distrutti colpiscono la superficie di una nana bianca è stato osservato per la prima volta dagli astronomi dell'Università di Warwick.

Hanno usato i raggi X per rilevare il materiale roccioso e gassoso lasciato da un sistema planetario dopo che la sua stella ospite è morta quando si è scontrata e si è consumata all'interno della superficie della stella.

Pubblicati oggi (9 febbraio) sulla rivista Nature, i risultati sono la prima misurazione diretta dell'accrescimento di materiale roccioso su una nana bianca e confermano decenni di prove indirette di accrescimento in oltre mille stelle finora. L'evento osservato si è verificato miliardi di anni dopo la formazione del sistema planetario.

Il destino della maggior parte delle stelle, comprese quelle come il nostro Sole, è quello di diventare una nana bianca. Nella nostra galassia sono state scoperte oltre 300.000 stelle nane bianche e si ritiene che molte stiano accumulando detriti da pianeti e altri oggetti che un tempo li orbitavano attorno.

Per diversi decenni, gli astronomi hanno utilizzato la spettroscopia a lunghezze d'onda ottiche e ultraviolette per misurare l'abbondanza di elementi sulla superficie della stella e ricavare da quella la composizione dell'oggetto da cui proveniva. Gli astronomi hanno prove indirette che questi oggetti si stanno attivamente accumulando dalle osservazioni spettroscopiche, che mostrano che il 25-50% delle nane bianche con elementi pesanti come ferro, calcio e magnesio inquinano le loro atmosfere.

Finora, però, gli astronomi non avevano visto il materiale poiché veniva trascinato nella stella.

Il dottor Tim Cunningham del Dipartimento di Fisica dell'Università di Warwick ha dichiarato: "Abbiamo finalmente visto del materiale entrare effettivamente nell'atmosfera della stella. È la prima volta che siamo stati in grado di ricavare un tasso di accrescimento che non dipende da modelli dettagliati dell'atmosfera della nana bianca. Ciò che è piuttosto notevole è che concorda estremamente bene con ciò che è stato fatto prima.

“In precedenza, le misurazioni dei tassi di accrescimento utilizzavano la spettroscopia e dipendevano da modelli di nane bianche. Questi sono modelli numerici che calcolano la velocità con cui un elemento sprofonda dall'atmosfera nella stella e che ti dice quanto sta cadendo nell'atmosfera come velocità di accrescimento. Puoi quindi lavorare all'indietro e calcolare la quantità di un elemento presente nel corpo genitore, sia esso un pianeta, una luna o un asteroide.

Una nana bianca è una stella che ha consumato tutto il suo carburante e ha perso i suoi strati esterni, potenzialmente distruggendo o sconvolgendo qualsiasi corpo orbitale nel processo. Quando il materiale di quei corpi viene attirato nella stella a una velocità sufficientemente alta, sbatte sulla superficie della stella, formando un plasma riscaldato da shock. Questo plasma, con una temperatura compresa tra 100.000 e un milione di gradi kelvin, si deposita quindi sulla superficie e mentre si raffredda emette raggi X che possono essere rilevati.

I raggi X sono simili alla luce che i nostri occhi possono vedere, ma hanno molta più energia. Sono creati da elettroni che si muovono molto velocemente (i gusci esterni degli atomi, che costituiscono tutta la materia intorno a noi). Comunemente noti per il loro uso in medicina, in astronomia i raggi X sono l'impronta digitale chiave del materiale che piove su oggetti esotici come buchi neri e stelle di neutroni.

Rilevare questi raggi X è molto impegnativo poiché la piccola quantità che raggiunge la Terra può essere persa tra le altre sorgenti di raggi X luminose nel cielo. Quindi gli astronomi hanno sfruttato l'Osservatorio a raggi X di Chandra, normalmente utilizzato per rilevare i raggi X dei buchi neri e delle stelle di neutroni in accrescimento, per analizzare la vicina nana bianca G29–38.

Con la risoluzione angolare migliorata di Chandra rispetto ad altri telescopi, potrebbero isolare la stella bersaglio da altre sorgenti di raggi X e visualizzare, per la prima volta, i raggi X di una nana bianca isolata. Conferma decenni di osservazioni di materiale che si accumula in nane bianche che si sono basate sulle prove della spettroscopia.

Il dottor Cunningham aggiunge: "La cosa davvero eccitante di questo risultato è che stiamo lavorando a una lunghezza d'onda diversa, i raggi X, e questo ci consente di sondare un tipo di fisica completamente diverso.

“Questo rilevamento fornisce la prima prova diretta che le nane bianche stanno attualmente accumulando i resti di vecchi sistemi planetari. Sondare l'accrescimento in questo modo fornisce una nuova tecnica con cui possiamo studiare questi sistemi, offrendo uno sguardo sul probabile destino delle migliaia di sistemi esoplanetari conosciuti, incluso il nostro sistema solare".

10 Feb 2022 | Aldo Gagliano

tags: pianeti nane bianche esopianeti

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