I transiti di esopianeti davanti alle loro stelle nane bianche potrebbero rivelare la presenza di acqua.
I pianeti potrebbero sopravvivere alla morte della loro stella e diventare capaci di sostenere la vita – e ora gli astronomi andranno a caccia di oggetti di questo tipo. Le stelle non vivono per sempre, compreso il sole. Tra circa cinque miliardi di anni, la nostra stella inizierà a esaurire la sua riserva di idrogeno utilizzata per generare energia attraverso la fusione nucleare nel suo nucleo. Il nucleo solare inizierà quindi a contrarsi, aumentando la temperatura in modo che l’idrogeno nel suo involucro esterno possa quindi innescare reazioni di fusione che causeranno l’espansione del Sole – e di altre stelle simili, quando raggiungeranno questo stadio – in una gigante rossa . La fase di gigante rossa è una brutta notizia per tutti i pianeti vicini. Nel nostro sistema solare, il Sole in espansione inghiottirà Mercurio, Venere e probabilmente anche la Terra. I pianeti più lontani se la passeranno meglio. I mondi che sono da cinque a sei volte più lontani dalla loro stella di quanto lo sia la Terra dal Sole saranno riscaldati dalla stella in espansione, sciogliendo il loro ghiaccio e formando oceani superficiali e, potenzialmente, vita. Nel nostro Sistema Solare, le lune ghiacciate di Giove, come Europa e Ganimede, si troverebbero in una posizione privilegiata. La stella gigante rossa continuerà ad evolversi e alla fine, tutte le reazioni di fusione cesseranno e gli strati esterni gonfi della stella verranno espulsi, lasciando dietro di sé solo il nucleo compatto della stella, noto come nana bianca. Le nane bianche nascono calde e brillano intensamente, ma sono anche minuscole, circa delle dimensioni della Terra. Le loro piccole dimensioni significano che non irradiano molto calore in totale. Un pianeta in orbita attorno a uno di questi oggetti esotici dovrebbe trovarsi a circa 1,5 milioni di chilometri dalla nana bianca – circa l’1% della distanza dalla Terra al Sole – per essere abbastanza caldo da ospitare acqua liquida.
Qui sta il problema. Tutti i pianeti vicini sarebbero stati fritti e ingoiati molto tempo prima, e i pianeti esterni e le lune che ora si sono sciolte saranno troppo lontani dalla nana bianca per sostenere l’acqua superficiale. Allora, come si può trasferire un pianeta da centinaia di milioni di chilometri di distanza nella nuova, vicina zona abitabile? Per Juliette Becker, dell’Università del Wisconsin-Madison, è “difficile per gli oceani sopravvivere a questo processo, ma del tutto possibile”. Becker, che ha discusso di come gli esopianeti potrebbero sopravvivere a questo processo e successivamente essere rilevati tramite “transiti” – passaggi attraverso la faccia della stella ospite, dal nostro punto di vista – al 244esimo incontro dell’American Astronomical Society all’inizio di giugno, ha spiegato che il meccanismo per spostare un pianeta extrasolare Il pianeta più vicino a una nana bianca è chiamato migrazione mareale. “Nella migrazione delle maree, una certa instabilità dinamica tra i pianeti nel sistema ne mette uno in un’orbita ad alta eccentricità, come una cometa, dove oscilla molto vicino al corpo centrale del sistema e poi di nuovo molto lontano.” Il pianeta in migrazione non rimane a lungo in questa orbita simile a quella di una cometa. La gravità agisce per circolarizzare il suo percorso, mantenendo il pianeta vicino alla nana bianca. Ed è qui che gli astronomi potrebbero individuare i loro transiti. Un avvertimento è che le nane bianche non sembrano essere un focolaio di azione esoplanetaria. All’inizio di quest’anno, il James Webb Space Telescope (JWST) ha osservato due candidati pianeti attorno alle nane bianche, ma nel complesso sono stati pochi oggetti di questo tipo scoperti. Nessuno di questi candidati transita nella sua nana bianca. Se un pianeta transita nella sua nana bianca, allora la spettroscopia di transito – osservando l’atmosfera del pianeta che assorbe e filtra determinate lunghezze d’onda della luce stellare durante un transito – potrebbe rivelare la presenza di acqua nell’atmosfera di quel pianeta. Tali misurazioni sono state effettuate per esopianeti in transito su stelle regolari, ma in realtà potrebbe rivelarsi più semplice farlo con una nana bianca. “Le nane bianche sono così piccole e così anonime che se un pianeta terrestre transitasse davanti a loro, si potrebbe effettivamente fare un lavoro molto migliore nel caratterizzare la sua atmosfera”, ha detto Becker. “L’atmosfera del pianeta avrebbe un segnale molto più ampio e chiaro perché una frazione maggiore della luce che state vedendo passa esattamente attraverso ciò che volete studiare.” L’acqua non è una garanzia di vita, ovviamente, ma anche la possibilità che mondi precedentemente ghiacciati possano essere resi abitabili dalla morte della loro stella, e poi essere trascinati in un’orbita stretta attorno a quella stella morta dove possono rimanere abitabili, dà agli astrobiologi una nuova arena in cui considerare la vita aliena. Un mondo del genere sarebbe il caso definitivo di un mondo “fenice” e dimostrerebbe che può esserci vita, anche dopo la morte stellare.
