Nel 1999 Hubble aveva registrato nella nana bianca HS 0209+0832 circa cento righe spettrali che gli astronomi non riuscivano a identificare. Ventisette anni dopo una parte di quel vecchio mistero ha trovato un nome: niobio. E insieme al niobio è spuntato qualcosa di decisamente più grosso, un possibile pianeta nato dopo la morte della stella che oggi gli sta portando via l’atmosfera.
È il candidato descritto nello studio pubblicato su Nature Astronomy da un gruppo internazionale guidato da Jamie T. Williams, dell’Università di Warwick. Gli autori parlano di un possibile pianeta di seconda generazione attorno alla nana bianca HS 0209+0832: un gigante gassoso che potrebbe essersi formato con materiale espulso dalla stella durante le ultime fasi della sua vita. Sarebbe il primo caso individuato intorno a una nana bianca, anche se la parola importante, per ora, resta “candidato”.
Il niobio che ha riaperto un caso vecchio di 27 anni
HS 0209+0832 è una nana bianca giovane e rovente, con una temperatura superficiale di circa 35.800 kelvin e un’età di raffreddamento stimata intorno a cinque milioni di anni. Le nane bianche sono ciò che rimane di stelle di massa relativamente contenuta dopo l’espulsione degli strati esterni: oggetti piccoli, densissimi e ancora molto caldi.
Rianalizzando le vecchie osservazioni ultraviolette di Hubble, insieme ai dati del telescopio FUSE e del Very Large Telescope, i ricercatori hanno trovato nella sua atmosfera una combinazione chimica parecchio strana. Zinco, rame e soprattutto niobio risultano fortemente arricchiti, mentre ferro e silicio, normalissimi ingredienti dei corpi rocciosi del Sistema Solare, sono scarsissimi o assenti. Il niobio supera di oltre tre ordini di grandezza l’abbondanza solare.
Questa firma porta alle ultime fasi di vita della stella progenitrice. Elementi come il niobio vengono prodotti attraverso il cosiddetto processo-s, la cattura lenta di neutroni che avviene soprattutto nelle stelle evolute del ramo asintotico delle giganti. Quando questi astri perdono gli strati esterni, spargono nello spazio materiale chimicamente diverso da quello presente nel disco in cui erano nati i loro primi pianeti.
È proprio quella composizione a rendere interessante HS 0209+0832. La materia che sta cadendo sulla nana bianca assomiglia molto poco ai normali detriti planetari osservati finora attorno a stelle morte e molto di più a materiale elaborato ed espulso dalla stella stessa. La NASA ha descritto la scoperta come la soluzione di un vecchio “caso irrisolto” di Hubble, riaperto grazie a database atomici molto più completi di quelli disponibili nel 1999.
Un giro completo ogni 4,4 giorni
La chimica da sola racconta solo metà della storia. Nei dati del telescopio spaziale TESS compare anche una variazione regolare della luminosità ogni 4,399 giorni, con un’ampiezza dello 0,120%. I modelli sono compatibili con un gigante gassoso molto vicino alla nana bianca, a circa 0,04 unità astronomiche: più o meno sei milioni di chilometri.
A quella distanza la radiazione della nana bianca è feroce. L’atmosfera esterna del pianeta dovrebbe quindi disperdersi nello spazio; parte del gas finirebbe poi sulla superficie della stella, lasciando proprio quelle tracce di carbonio, zinco, rame e niobio osservate nello spettro.
Il pianeta, però, non è stato fotografato direttamente. Anche il segnale di TESS ammette più di una spiegazione: potrebbe derivare dalla differenza di temperatura tra il lato sempre rivolto verso la stella e quello notturno, oppure da una lunga coda di gas evaporato che attraversa periodicamente la nostra linea di vista. I dati sono compatibili con un gigante gassoso, ma serviranno altre osservazioni per definirne meglio caratteristiche e natura.
È davvero nato dalle ceneri della sua stella?
La risposta più interessante dello studio porta con sé anche la cautela maggiore. I dati indicano che il materiale ingerito dalla nana bianca è compatibile con quello di un pianeta di seconda generazione. Ricostruire come quel pianeta si sia formato è più complicato.
Una possibilità è che parte del gas espulso dalla vecchia gigante abbia formato un nuovo disco attorno alla nana bianca, forse grazie all’interazione con una seconda stella o con un compagno di piccola massa. Da quel disco avrebbe potuto formarsi il nuovo gigante gassoso.
Gli autori considerano anche una strada più ibrida: il nucleo di un pianeta precedente, una super-Terra o un sub-Nettuno sopravvissuto alla trasformazione della stella, potrebbe avere attraversato quel nuovo disco e raccolto un’atmosfera composta dal materiale della seconda generazione. Il “pianeta-fenice”, quindi, potrebbe essere rinato completamente dalle ceneri oppure aver conservato un pezzo della sua vita precedente. Per ora la chimica permette di vedere molto bene le ceneri; la nascita, comprensibilmente, non aveva una telecamera puntata addosso.
E quando toccherà al Sole?
Il collegamento con il Sistema Solare arriva dagli stessi ricercatori dell’Università di Warwick. Tra circa cinque miliardi di anni il Sole esaurirà l’idrogeno nel nucleo, diventerà una gigante rossa, perderà gran parte dei suoi strati esterni e terminerà la propria evoluzione come nana bianca.
La scoperta di HS 0209+0832 aggiunge un’ipotesi che finora aveva pochissimi esempi a cui aggrapparsi: dopo la morte di una stella, il materiale espulso potrebbe partecipare alla costruzione di nuovi pianeti. Boris Gänsicke, coautore dello studio, si spinge a chiedersi se un giorno anche ciò che resterà del Sole possa contribuire alla nascita di mondi di seconda generazione.
È una possibilità, non una previsione sul destino del Sistema Solare. Un singolo candidato distante non basta per sapere se qualcosa di simile accadrà anche qui tra miliardi di anni.
Gli astronomi cercheranno adesso altre nane bianche con la stessa combinazione di carbonio ed elementi prodotti dal processo-s. Se ne compariranno altre, il pianeta-fenice smetterà di sembrare un capriccio cosmico isolato. HS 0209+0832, nel frattempo, continua a consumare lentamente proprio il mondo che potrebbe essere nato dai resti della sua vecchia vita stellare.