Una stella morta circondata da detriti planetari: il doppio disco che prefigura il futuro del Sistema Solare

Che cosa rimane di un sistema planetario quando la sua stella muore? Una recente scoperta, effettuata grazie al Very Large Telescope (VLT) dell'ESO, fornisce nuovi e sorprendenti indizi. Attorno ad una nana bianca sono stati identificati due distinti anelli di detriti, probabilmente mantenuti da altrettanti corpi planetari sopravvissuti. È uno scenario che, tra miliardi di anni, potrebbe riguardare anche il nostro Sistema Solare.

Una nana bianca nel futuro del nostro Sole

Le nane bianche rappresentano lo stadio finale dell’evoluzione stellare. Per questo motivo, in analogia al ciclo della vita, vengono definite stelle “morte”. Sono corpi estremamente compatti, in cui una massa simile a quella del Sole è concentrata in un volume piccolo simile a quello della Terra, da cui l’appellativo “nane”. Inizialmente sono caldissime (diverse decine di migliaia di gradi), per cui splendono di luce tendente al bianco/azzurro, ma poi nel corso del tempo si vanno raffreddando, non avendo più nessuna fonte propria di energia.

Ma non tutte le stelle diventano nane bianche. Questo è il destino finale riservato alle stelle con massa simile a quella del Sole.

Stelle molto più massicce del Sole diventeranno stelle di neutroni o buchi neri. Il fatto che il nostro Sole diventerà nana bianca tra miliardi di anni rende questi oggetti particolarmente interessanti.

Il Sole diventerà una nana bianca, ma che ne sarà del nostro sistema planetario, e della Terra in particolare?

E il futuro della Terra?

Su questo argomento sono stati fatti progressi. Negli studi passati la Terra veniva data per spacciata, incapace di sopravvivere alla fase di gigante rossa. Diversamente, studi e simulazioni più recenti danno come possibile la sopravvivenza del pianeta, ma sicuramente non della sua biosfera, la cui fine avverrà molto prima della fine del Sole.

La previsione teorica che del sistema planetario possa rimanere un residuo è supportata dall'osservazioni di almeno 21 nane bianche. Attorno a queste sono stati osservati anelli di gas e detriti, ritenuti essere residui di precedenti sistemi planetari.

Essi, con il loro moto orbitale, imprimono una traccia inconfondibile nello spettro stellare. Ma anche la composizione chimica dell'atmosfera di queste nane bianche, ricca di elementi quali calcio, ossigeno, magnesio e ferro, svela un possibile arricchimento con materiale di origine planetaria.

La nana bianca WD J1328−1450 unica nel suo genere

Recentemente, una nana bianca, la WD J1328−1450, distante circa 1.600 anni luce dalla Terra, ha ricevuto gli onori della cronaca.

La sua natura di nana bianca è stata svelata dal telescopio Gaia, mentre la presenza di un disco di detriti in orbita attorno ad essa è stata svelata dalla presenza di emissione termica infrarossa.

Un gruppo di ricercatori guidato da Nicola Pietro Gentile Fusillo, dell'Università di Trieste e dell'INAF, ha analizzato la luce proveniente dalla nana bianca, utilizzando lo spettrografo X-shooter installato sul VLT dell'ESO in Cile.

Con loro sorpresa hanno trovato evidenza non di uno, ma addirittura di due anelli di gas e detriti in rotazione attorno alla stella.

Il primo anello si estende tra circa 100.000 e 240.000 chilometri dalla stella, mentre il secondo occupa una regione compresa tra circa 375.000 e 1,34 milioni di chilometri, entrambi in rotazione con velocità diverse attorno alla stella.

Nuove osservazioni, a distanza di due anni dalle precedenti, mostrano che sebbene siano strutture di gas sono estremamente stabili.

Gli astronomi ipotizzano che due planetesimi ne garantiscano la stabilità dinamica e, in qualche modo, il rifornimento di gas. Questi, come i “pastori” degli anelli di Saturno (vedi animazione sopra), mantengono il gas confinato lungo la loro orbita.

Questi planetesimi, di fatto ancora non osservati, potrebbero avere dimensioni di un asteroide il più interno, e paragonabile alle dimensioni di Plutone il più esterno, possibilmente sopravvissuti alla fase di gigante rossa.

Diversa è anche la composizione chimica di questi anelli, che suggerisce possano essersi originati dalla distruzione di corpi diversi o originatisi da parti chimicamente differenziate di uno stesso corpo.

Ciò che rende interessante questa nana bianca è la possibilità che oggi rappresenti un possibile scenario del nostro futuro Sistema Solare.

Un aspetto curioso che emerge da questa scoperta è che il disco di gas, polveri e detriti generalmente osservato durante la formazione dei giovani sistemi planetari, ritorna ad essere di nuovo presente alla fine della vita dello stesso.

Per parafrasare una nota frase…disco di detriti eri e disco di detriti ritornerai.