Quanto sono comuni i pianeti rocciosi?

Gli astronomi dell'Università di Warwick, hanno scoperto la presenza di elementi caratteristici delle croste dei pianeti rocciosi come la Terra nelle atmosfere di alcune nane bianche

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Quanto sono comuni i pianeti rocciosi come la Terra e Marte? Un nuovo studio ha rilevato elementi delle croste planetarie di pianeti rocciosi nelle atmosfere delle nane bianche, nuclei stellari spenti che emettono gli ultimi residui di calore mentre si raffreddano.

Gli astronomi dell’Università di Warwick, hanno scoperto la presenza di elementi caratteristici delle croste dei pianeti rocciosi come la Terra nelle atmosfere di alcune nane bianche.

Questa importante scoperta ci indica che probabilmente miliardi di anni fa pianeti rocciosi orbitavano attorno a quelle stelle, rendendo questi pianeti molto comuni nell’universo.

Le croste provengono dagli strati esterni di pianeti rocciosi simili alla Terra e potrebbero fornire agli astronomi informazioni preziose sulla chimica dei pianeti che queste stelle morenti un tempo ospitavano.

La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature Astronomy e include uno dei più antichi sistemi planetari osservati finora.

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Il team guidato dall’Università di Warwick stava analizzando i dati del telescopio Gaia dell’Agenzia spaziale europea di oltre 1.000 stelle nane bianche vicine al sistema solare quando si sono imbattuti in un segnale insolito da una particolare nana bianca. 

Elementi dei pianeti rocciosi

Gli astronomi per mezzo della spettroscopia hanno analizzato la luce della stella a diverse lunghezze d’onda.

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Questo procedimento consente di rilevare quando gli elementi nell’atmosfera della stella assorbono luce di diversi colori e determinare quali elementi sono presenti e in che percentuale sono presenti. 

Gli spettri hanno svelato la presenza del litio in almeno quattro nane bianche e in una di esse è stato osservato inoltre lo spettro del potassio.

Confrontando la quantità di litio e potassio con sodio e calcio, gli astronomi hanno scoperto che il rapporto degli elementi corrispondeva alla composizione chimica della crosta di pianeti rocciosi come la Terra e Marte.

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Secondo l’autore principale dello studio, il Dr. Mark Hollands del Dipartimento di Fisica dell’Università di Warwick, in passato si è osservato il mantello e il materiale del nucleo, ma non si erano mai rilevati gli elementi che compongono le croste dei pianeti rocciosi.

Litio e potassio sono buoni indicatori del materiale della crosta e grazie a queste firme chimiche ora è possibile esaminare molte nane bianche per capire quanto i pianeti rocciosi sono comuni.

Gli strati esterni delle nane bianche contengono detriti rocciosi, litio e potassio, equivalenti a una sfera di 60 km dalla densità simile alla crosta terrestre.

La quantità di materiale della crosta rilevata è simile in massa a quella degli asteroidi che vediamo nel nostro sistema solare, portando gli astronomi a ritenere che ciò che stanno vedendo intorno a tutte e quattro le nane bianche sia materiale proveniente da pianeti rocciosi.

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Studi e osservazioni precedenti sulle nane bianche hanno rilevato le prove di materiale proveniente dal nucleo e dal mantello di pianeti rocciosi, ma non si era rilevata la presenza di elementi appartenenti alle croste plnetaria.

La crosta dei pianeti rocciosi è una piccola frazione della massa totale e gli elementi rilevati in questo studio sono rilevabili solo quando la stella è molto fredda.

Le nane bianche sono nella fase finale del loro ciclo di vita, poiché hanno bruciato il loro carburante e si sono raffreddate per miliardi di anni.

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Si pensa che queste quattro nane bianche abbiano bruciato il loro carburante fino a 10 miliardi di anni fa e potrebbero essere tra le più antiche stelle formate nella nostra galassia.

Secondo il coautore dello studio, il Dr. Pier-Emmanuel Tremblay dell’Università di Warwick i resti osservati attorno a una delle quattro nane bianche appartengono a un pianeta roccioso che si è formato tra gli 11 e i 12,5 miliardi di anni fa, un sistema planetario antichissimo, forse uno dei primi che si sono formati nella galassia.

Queste ricerche sono importanti perché forniscono dei vincoli sulla velocità di formazione dei sistemi planetari.

Tra le più antiche di queste nane bianche, una è il 70% più massiccia della media e quindi la sua enorme massa normalmente farebbe scomparire qualsiasi materiale nella sua atmosfera in modo rapido, portando gli astronomi alla conclusione che deve reintegrare il materiale della crosta da un disco di detriti che le orbita attorno.

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Come ha spiegato il dottor Holland, la formazione dei pianeti rocciosi avviene in modo simile in diversi sistemi planetari.

Inizialmente, sono formati da una composizione di elementi simile a quella della stella, ma nel tempo quei materiali si separano e si finisce con composizioni diverse per le diverse parti del pianeta.

Sappiamo che le stelle simili al Sole hanno un certo numero di pianeti e grazie a questi studi sulla composizione delle croste planetarie siamo in grado di osservare anche le composizioni.

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