Il progetto parallelo DESI rivela gli spettri degli esopianeti disintegrati

Gli astronomi che utilizzano il Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) hanno scoperto nuove intuizioni sulla composizione degli esopianeti in disintegrazione analizzando gli spettri delle nane bianche inquinate dai detriti planetari in caduta. I risultati, pubblicati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, rivelano che la composizione chimica di queste nane bianche cariche di detriti rispecchia quella dei corpi rocciosi del nostro sistema solare, offrendo una rara opportunità di studiare i blocchi di costruzione dei pianeti terrestri oltre il nostro Sole.

Tuttavia, a causa di condizioni di osservazione sfavorevoli, lo strumento aveva occasionalmente periodi di inattività. Invece di inattività, i ricercatori si sono rivolti agli oggetti celesti vicini, comprese le nane bianche, che sono i resti di stelle come il nostro Sole. Queste stelle compatte e dense conservano tracce di materiale dai loro ex sistemi planetari, consentendo agli scienziati di dedurre la composizione di mondi da tempo morti. Le nane bianche si formano quando stelle come il nostro Sole esauriscono il loro combustibile nucleare e collassano sotto la gravità, lasciando dietro di sé un nucleo composto principalmente di carbonio e ossigeno. Nel corso del tempo, i corpi planetari rimanenti, spesso rocciosi, ghiacciati o metallici, possono essere tirati verso l'interno dall'attrazione gravitazionale della nana bianca.

Mentre questi oggetti si rompono, i loro frammenti cadono sulla superficie della stella, arricchendo la sua atmosfera di elementi più pesanti come ossigeno, magnesio, silicio, calcio e ferro. Questi elementi servono da impronte digitali, rivelando le firme chimiche dei pianeti che un tempo orbitavano la stella. Ad oggi, circa il 20% al 50% delle nane bianche osservate mostrano segni di inquinamento metallico, indicando la presenza di detriti planetari. Tra questi, circa 1.750 sono noti per essere materiale in accrescimento attivo, anche se solo una piccola frazione possiede spettri abbastanza dettagliati per determinare la loro composizione elementare.

La collaborazione DESI si è concentrata su 12 nane bianche particolarmente ricche di metalli, esaminando i loro spettri in modo più dettagliato che mai. La loro analisi ha rivelato che i detriti che si accumulano su queste stelle contengono una vasta gamma di elementi pesanti, molti dei quali sono essenziali per la formazione di pianeti rocciosi. Per esempio, ossigeno e magnesio sono componenti critici dei minerali silicati, mentre calcio e ferro contribuiscono alla formazione di nuclei metallici.

Queste scoperte si allineano con la composizione della Terra e di Marte, suggerendo che i processi che modellano i sistemi planetari possono essere ampiamente simili in tutta la galassia. Tra le nane bianche studiate, sei mostravano spettri sufficientemente puliti per consentire un'analisi composizionale più precisa. Quattro mostravano caratteristiche coerenti con materiali secchi e rocciosi, mentre due mostravano distinte firme di ossigeno, potenzialmente indicanti la presenza di planetesimali ricchi di acqua. Tali scoperte offrono suggerimenti allettanti sul potenziale di ambienti abitabili in altri sistemi solari.

Paula Izquierdo, autrice principale dello studio e ricercatrice presso l'Università di Warwick, ha sottolineato l'importanza di questi risultati. "Per capire se il nostro sistema solare è comune o raro, è necessario un ampio campione di esopianeti con composizioni chimiche ben caratterizzate", ha spiegato. "Mentre DESI è stato originariamente progettato per esplorare l'espansione dell'universo, i suoi inaspettati contributi alla scienza planetaria evidenziano il valore di scoperte fortuite. Mentre la collaborazione continua ad analizzare ulteriori dati, potrebbero emergere ulteriori rivelazioni sull'origine e l'evoluzione degli esopianeti, approfondendo la nostra comprensione di come i pianeti si formano ed evolvono attraverso il cosmo".