Esopianeti. Sono molto piccoli e molto lontani. Di solito, per rilevarli dobbiamo usare mezzi indiretti. Le immagini dirette sono rare e non molto dettagliate. Anche capire cosa c’è nella loro atmosfera è difficile. Quindi si potrebbe pensare che provare ad analizzare la loro composizione interna sia qualcosa al di fuori della nostra portata.
Ma sarebbe uno sbaglio. Un team di astronomi dell’Università della California di Los Angeles ha trovato un modo ed è assolutamente geniale. Hanno analizzato le firme chimiche di corpi rocciosi come pianeti e asteroidi negli spettri di stelle bianche nane in cui i corpi rocciosi si erano precedentemente schiantati.
Non solo questa è una nuova straordinaria tecnica, ma suggerisce anche che l’interno degli esopianeti è geochimicamente simile a quello terrestre.
Come hanno fatto a capire come sono fatti gli esopianeti?
Immaginiamo che Mercurio, Venere e Terra si schiantino contro il Sole. Gli elementi di cui sono composti questi pianeti verrebbero assorbiti dal Sole e ne cambierebbero lo spettro della luce che emette, e un astronomo particolarmente astuto ci ha pensato.
“Osservando queste nane bianche e gli elementi presenti nella loro atmosfera, osserviamo gli elementi che si trovano nel corpo che orbitava attorno alla nana bianca“, ha spiegato l’astrochimica Alexandra Doyle dell’UCLA .
“Osservare una nana bianca è come fare un’autopsia sul contenuto di ciò che ha inghiottito nel suo sistema solare“.
Le nane bianche sono i nuclei ultradensi di stelle morte grandi meno di 10 masse solari (più grandi di così, si trasformerebbero in stelle di neutroni; ancora più grandi e si trasformerebbero in buchi neri).
Quando la stella esaurisce l’idrogeno da bruciare, si gonfia diventando una gigante rossa, fondendo elio e carbonio fino a quando anche quegli elementi si esauriscono. Quindi gli strati esterni della stella vengono spazzati via e il nucleo ultra-intenso e brillante che rimane – il cadavere della stella morta, che non fonde più nulla – è la nana bianca.
Doyle e il suo team hanno esaminato lo spettro elettromagnetico prodotto da sei stelle nane bianche tra 200 e 665 anni luce di distanza. Diversi elementi emettono e assorbono specifiche lunghezze d’onda, quindi quando si guarda lo spettro di una stella, è possibile utilizzare queste linee di emissione e assorbimento per determinarne la composizione.
Poiché sono così dense, l’atmosfera di una nana bianca dovrebbe mostrare solo gli elementi più leggeri, con gli elementi più pesanti disegnati all’interno della stella, dove sono inosservabili. Ma questo non è ciò che la squadra ha trovato.
“Se dovessi solo guardare una stella nana bianca, mi aspetterei di vedere idrogeno ed elio“, ha detto Doyle.
“Ma in questi dati, vedo anche altri materiali, come silicio, magnesio, carbonio e ossigeno – materiale che si è accumulato nelle nane bianche da corpi che li stavano orbitando“.
E questo ci ha rivelato qualcosa di veramente interessante – che i pianeti e gli asteroidi rocciosi e altre cose cadute nelle stelle erano costituiti da sostanze simili alla Terra.
L’indizio sta nell’ossidazione del ferro – il processo con cui gli elettroni del ferro vengono condivisi con l’ossigeno, con conseguente legame chimico tra loro e produzione di ossido di ferro, noto anche come ruggine.
Nel nostro Sistema Solare, corpi rocciosi come Marte, Terra e un intero gruppo di asteroidi hanno un alto livello di questa ossidazione del ferro.
È per questo che Marte è rosso. Ed è anche il motivo per cui la Terra è così com’è.
“Tutta la chimica che accade sulla superficie della Terra può in definitiva essere ricondotta allo stato di ossidazione del pianeta“, ha detto il cosmochimico Edward Young dell’UCLA. “Il fatto che abbiamo oceani e tutti gli ingredienti necessari per la vita può essere ricondotto all’ossidazione del pianeta. Le rocce controllano la chimica“.
Quindi, un esopianeta simile alla Terra, probabilmente avrebbe bisogno di una geochimica simile. E se gli esopianeti abbiano o meno questa geochimica è stato finora un enorme mistero. È qui che entra in gioco l’analisi del team sugli spettri delle stelle.
“Abbiamo misurato la quantità di ferro che si è ossidata nei corpi rocciosi caduti nelle nane bianche“, ha detto Young.
Ed erano molto simili alla Terra e a Marte.
Quindi, pianeti rocciosi che potrebbero avere atmosfere simili alla Terra, tettonica a zolle, campi magnetici – potrebbero non essere incredibilmente rari. Solo un po’ più difficili da individuare rispetto ai giganti gassosi che di solito troviamo.
“Stiamo facendo vera geochimica sulle rocce al di fuori del nostro sistema solare. La maggior parte degli astrofisici non penserebbe di farlo, e la maggior parte dei geochimici non penserebbe mai di applicarla a una nana bianca“, ha detto Young.
“Abbiamo appena accertato che molti pianeti rocciosi sono come la Terra e le probabilità che ci sia un numero molto grande di pianeti rocciosi nell’universo“.
La ricerca è stata pubblicata su Science.
