Fino al 30% delle stelle ha divorato pianeti rocciosi: anche la Terra sarà distrutta o espulsa dal Sole

20 Novembre 2024 13:03

Circa un terzo delle stelle simili al Sole (o FGK) contiene una significativa concentrazione di metalli; questo “inquinamento” è dovuto a pianeti rocciosi simili alla Terra che sono stati divorati e distrutti dalla stella madre nel corso della sua vita. Più nello specifico, durante la fase della sequenza principale, ovvero quella più duratura – circa il 90 percento dell'intero ciclo vitale – in cui la stella converte l'idrogeno in elio nel suo nucleo, mantenendo stabili pressione termica e forza gravitazionale. È quanto determinato da un nuovo studio che ha voluto indagare sulle peculiari differenze di metallicità nelle stelle co-natali, cioè quelle che vengono generate dalla stessa nube molecolare gigante (GMC). Teoricamente questi astri dovrebbero avere una composizione chimica simile, eppure possono sussistere differenze significative nella presenza di metalli. Secondo i ricercatori ciò è dovuto proprio all'inglobamento dei pianeti rocciosi.

A determinare che le anomalie nella metallicità nelle stelle sono determinate dalla distruzione di pianeti rocciosi e a proporre le possibili cause di questi eventi apocalittici è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) della Northwestern University (Stati Uniti), che ha lavorato in stretta collaborazione col Dipartimento di Astronomia e Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science dell'Università Cornell e col Tsung-Dao Lee Institute dell'Università di Shanghai Jiao Tong. I ricercatori, coordinati dal professor Christopher E. O' Connor, sono giunti alle loro conclusioni dopo aver messo a punto un modello parametrico in grado di stimare i tassi di formazione e inglobamento dei pianeti rocciosi all'interno di una classe di stelle.

Nello specifico, si sono concentrati sugli esopianeti (pianeti extrasolari) con un periodo ultra-corto o USP, cioè pianeti rocciosi che orbitano molto vicino alla stella madre. Non sono molto comuni, dato che si stima li abbiano solo lo 0,5 percento delle stelle FGK. Questi corpi celesti sono spesso in risonanza orbitale con la stella – cioè mostrano sempre la stessa faccia all'astro, come la Luna con la Terra – e hanno una temperatura elevatissima, alla luce della prossimità. Il professor O' Connor e colleghi grazie al loro modello hanno stimato che fino al 30 percento delle stelle simili al Sole ha inghiottito pianeti rocciosi, con una massa compresa tra 1 e 10 volte quella terrestre.

Ci sono vari scenari possibili per la distruzione di questi corpi celesti da parte della stella durante la sequenza principale. In uno di essi, chiamato high-e, a causa della forza gravitazionale della stella e della vicinanza i pianeti USP con un'orbita fortemente eccentrica (ellittica) passano a una circolare fino a quando non vengono distrutti. In un altro scenario definito low-e, che prende in considerazione sistemi stellari compatti con tre o più pianeti, l'eccentricità di un USP viene spinto dalle forze di marea in gioco ad essere inglobato dalla stella, mentre in un altro ancora la migrazione è guidata dall'influenza di un pianeta in grado di spezzare la risonanza. Secondo O'Connor e colleghi lo scenario low-e è considerato il più probabile.

Il risultato di tale fenomeno è che circa il 30 percento delle stelle simili al Sole ha una concentrazione elevata di metalli proprio per la distruzione dei pianeti rocciosi. Pur trattandosi di una teoria con alcune lacune, fornisce un quadro affascinante sull'evoluzione di sistemi stellari lontani e sul funzionamento dell'Universo. Il Sole è destinato a morire ed è a metà del suo ciclo vitale, ma già tra 1 miliardo di anni inizierà a trasformarsi in una gigante rossa che distruggerà la Terra (la ingloberà o la espellerà nello spazio profondo, non prima di aver fatto evaporare gli oceani e annientato la vita con la radiazione estrema). Se l'umanità vorrà sopravvivere dovrà cercare una nuova casa ad anni luce da qui; anche per questo è così importante comprendere cosa avviene nello spazio profondo. I dettagli della ricerca “Metal pollution in Sun-like stars from destruction of ultra-short-period planets” sono stati caricati su ArXiv in attesa della pubblicazione.