Circa una stella binaria su 12 della sequenza principale potrebbe aver ingerito un pianeta ad un certo punto del suo passato, affermano gli astronomi australiani. Questa conclusione, basata su nuove analisi delle composizioni chimiche di 91 coppie di tali stelle, implica che una frazione significativa dei sistemi planetari potrebbe essere instabile – una conclusione che potrebbe, a sua volta, influenzare la probabilità che la vita si sviluppi lì.
Quando una stella inghiotte un pianeta, la sua composizione chimica cambia. Per rilevare le firme chimiche di questi cosiddetti “eventi di ingestione planetaria”, gli astronomi confrontano la composizione elementare di coppie di stelle nate nello stesso momento. Poiché queste stelle “conatali” si sono formate dallo stesso nucleo molecolare genitore, dovrebbero, in teoria, avere la stessa chimica. In realtà, circa l'8% di loro non lo fa: un'anomalia che il team attribuisce a una delle stelle co-natali che ingerisce materiale planetario vicino qualche tempo prima nel suo ciclo di vita.
Analisi ad alta precisione
Per giungere a questa conclusione, gli astronomi hanno iniziato identificando 91 coppie di stelle connatali vicine, cioè quelle situate a meno di 106 unità astronomiche a parte – utilizzando il Il satellite Gaia dell'Agenzia spaziale europea. Hanno poi utilizzato i dati spettrali provenienti da tre principali telescopi (il Telescopio Magellano e la Telescopio molto grande in Cile, più il Telescopio Keck alle Hawaii, negli Stati Uniti) per esaminare, con elevata precisione, le differenze nelle composizioni chimiche delle coppie.
"Grazie a questa analisi ad altissima precisione, possiamo vedere le differenze chimiche tra i gemelli", afferma un membro del team Fan Liu of Università di Monash. “Ciò fornisce una prova molto evidente che una delle stelle ha inghiottito pianeti o materiale planetario e ne ha cambiato la composizione”.
Le stelle studiate dal team erano tutte le cosiddette stelle della sequenza principale nel loro periodo migliore, non giganti rosse prossime alla fine della loro vita. Questa è una distinzione importante perché è noto che le giganti rosse inghiottiscono i pianeti vicini mentre si espandono, ma si pensava che gli eventi di ingestione fossero meno comuni per le stelle più giovani. "Gli astronomi pensano che osservare questo tipo di eventi sia possibile, ma non si aspettano che saremo in grado di osservarli con un tasso di accadimento così elevato", spiega un membro del team Yuan-Sen Ting della Australian National University (ANU). “Ma dalle osservazioni del nostro studio possiamo vedere che, sebbene la frequenza non sia elevata, in realtà è possibile. Questo apre una nuova finestra da studiare per i teorici dell’evoluzione del pianeta”.
Sebbene l’ingestione planetaria possa sembrare inverosimile, gli astronomi hanno scoperto che corrispondeva meglio alle loro osservazioni rispetto alle ipotesi alternative prese in considerazione. "Come dice Sherlock Holmes: una volta eliminato l'impossibile, ciò che rimane, per quanto improbabile, deve essere la verità", osserva Ting.
“Una verità inquietante”
Secondo il team, i risultati dello studio, dettagliato in Natura, potrebbero fornire nuovi vincoli su come si formano ed evolvono le connessioni tra la chimica stellare e planetaria. Ancora più importante, però, il team ritiene che i risultati potrebbero avere implicazioni di vasta portata per le teorie sulla formazione dei pianeti.
"Un altro punto chiave di eccitazione (e forse una verità inquietante) è che se una frazione significativa dei sistemi planetari è instabile, ciò suggerisce che il nostro sistema solare stabile potrebbe non essere la norma", dice Ting. Mondo della fisica. “Questo ci dà un maggiore apprezzamento per la nostra posizione unica – e fragile – nell’universo”.
Un improbabile studio pilota
Il nuovo studio fa parte di una collaborazione più ampia chiamata Complete Census of Co-moving Pairs of Objects (C3PO). Lo scopo di questo progetto, iniziato quando Ting era all'Università di Princeton e all'Osservatorio Carnegie negli Stati Uniti, è quello di osservare spettroscopicamente un campione completo di tutte le stelle luminose in movimento commovente. “Anche se in fondo sono soprattutto un teorico, comunque lavorare con uno studente, che ho co-supervisionato con il mio relatore di dottorato ad Harvard, abbiamo inaspettatamente scoperto che anche le stelle che si muovono insieme nascono insieme”, spiega Ting. “Ciò mi ha portato a pensare che se ciò fosse vero, amplierebbe notevolmente i candidati che possiamo studiare, poiché tali studi [delle stelle connatali] sono stati condotti per lo più con binarie legate gravitazionalmente, che sono molto più rare”.
Nonostante i risultati promettenti della teoria e delle simulazioni, studiare questa ipotesi dal punto di vista osservativo è stato uno sforzo ad alto rischio, dice Ting, ed è avvenuto in un modo insolito. "Per caso, uno dei telescopi più grandi non aveva sottoscritti, quindi ci è stato chiesto di presentare alcune 'idee interessanti'", dice. “Nel giro di un giorno ho presentato questa idea, con l’obiettivo di condurre uno studio pilota. Abbiamo sostenuto che, poiché si trattava di tempi supplementari, era un'opportunità per provare qualcosa di audace.
Gli astronomi vedono le prime prove della nascita di un nuovo pianeta
"Il fatto che il comitato per l'assegnazione del tempo del telescopio abbia riposto la sua fiducia in me, nonostante io sia un teorico con zero esperienze di osservazione, è stato un vantaggio", aggiunge Ting.
Alla ricerca di altri mangiatori di pianeti
Spinto dal successo del pilota, Ting si è trasferito in Australia. Lì, fu raggiunto da Liu e da un altro astronomo ANU, David Yong, che ha portato il progetto al livello successivo. “Abbiamo fatto domanda per un programma più ampio, chiedendo molto più tempo per il telescopio”, dice, “ma tutto questo in realtà è iniziato con una piccola scintilla e una breve discussione con gli studenti: potremmo dimostrare che anche le stelle che si muovono insieme sono connatele? "
Il team ora spera di espandere il numero di stelle candidate che ingeriscono pianeti da analizzare, qualcosa che potrebbe richiedere risorse del telescopio ancora più intense. “In teoria, abbiamo anche bisogno di una migliore comprensione delle condizioni in cui un sistema planetario potrebbe non essere stabile, qualcosa che è ampiamente ipotizzato ma non ancora del tutto compreso”, aggiunge Ting. "Alcuni strumenti di intelligenza artificiale che sto attualmente sviluppando potrebbero portare a informazioni migliori su questo problema, quindi rimanete sintonizzati."
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- Fonte: https://physicsworld.com/a/planet-gobbling-stars-are-more-common-than-we-thought/
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