Nelle nostre vicinanze stellari, una stella esaurita sta mangiando un frammento di un oggetto simile a Plutone. Grazie alla sua capacità unica di catturare raggi ultravioletti, solo il telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA ha potuto identificare questo pasto. Il residuo stellare è una nana bianca con una massa pari a circa metà di quella del nostro Sole, ma densamente compattata in un corpo dalle dimensioni simili a quelle della Terra. Gli scienziati ritengono che l’immensa gravità della nana abbia attirato e fatto a pezzi un analogo ghiacciato di Plutone, proveniente dalla Fascia di Kuiper, un anello ghiacciato di detriti che circonda il nostro Sistema Solare.
I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Un team internazionale di astronomi è stato in grado di ricostruire questa carneficina analizzando la composizione chimica dell’oggetto distrutto mentre i suoi frammenti cadevano sulla nana bianca. In particolare, hanno rilevato “sostanze volatili” (sostanze con basso punto di ebollizione), tra cui carbonio, zolfo, azoto e un alto contenuto di ossigeno, che suggerisce la forte presenza di acqua.
“Siamo rimasti sorpresi“, ha detto Snehalata Sahu, dell’Università di Warwick nel Regno Unito, che ha guidato l’analisi dei dati di un’indagine di Hubble sulle nane bianche. “Non ci aspettavamo di trovare acqua o altri contenuti ghiacciati. Questo perché le comete e gli oggetti simili alla Fascia di Kuiper vengono espulsi dai loro sistemi planetari molto presto, quando le loro stelle si evolvono in nane bianche. Ma qui stiamo rilevando questo materiale molto ricco di volatili. Questo è sorprendente per gli astronomi che studiano le nane bianche e gli esopianeti, pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare”.
Possibile solo grazie ad Hubble
Utilizzando lo spettrografo Cosmic Origins di Hubble, il team ha scoperto che i frammenti erano composti per quasi due terzi da ghiaccio d’acqua. Il fatto che abbiano rilevato così tanto ghiaccio significava che i frammenti facevano parte di un oggetto molto massiccio formatosi in una zona remota del sistema stellare, nella fascia ghiacciata di Kuiper. Utilizzando i dati di Hubble, gli scienziati hanno calcolato che l’oggetto era più grande delle tipiche comete e potrebbe essere un frammento di un eso-Plutone.
Hanno anche rilevato un’elevata frazione di azoto, la più alta mai rilevata in sistemi di detriti di nane bianche. “Sappiamo che la superficie di Plutone è ricoperta di ghiacci di azoto“, ha detto Sahu. “Pensiamo che la nana bianca abbia accumulato frammenti della crosta e del mantello di un pianeta nano”.
L’accrescimento di questi oggetti ricchi di sostanze volatili da parte delle nane bianche è molto difficile da rilevare nella luce visibile. Questi elementi volatili possono essere rilevati solo grazie alla sensibilità unica alla luce ultravioletta di Hubble. Nella luce ottica, la nana bianca apparirebbe ordinaria.
A circa 260 anni luce di distanza, la nana bianca è una vicina cosmica relativamente prossima. In passato, quando era una stella simile al Sole, ci si aspetta che ospitasse pianeti e un’analogia con la nostra Fascia di Kuiper.
Come vedere il nostro Sole nel futuro
Tra miliardi di anni, quando il nostro Sole si esaurirà e collasserà in una nana bianca, gli oggetti della Fascia di Kuiper saranno attratti dall’immensa gravità del residuo stellare. “Questi planetesimi saranno quindi distrutti e accresciuti“, ha detto Sahu. “Se un osservatore alieno osservasse il nostro Sistema Solare in un lontano futuro, potrebbe vedere lo stesso tipo di resti che vediamo oggi attorno a questa nana bianca“.
Il team spera di utilizzare il telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA per rilevare le caratteristiche molecolari di sostanze volatili come il vapore acqueo e i carbonati osservando questa nana bianca nella luce infrarossa. Studiando ulteriormente le nane bianche, gli scienziati potranno comprendere meglio la frequenza e la composizione di questi eventi di accrescimento ricchi di sostanze volatili.
Sahu sta anche seguendo la recente scoperta della cometa interstellare 3I/ATLAS. È ansiosa di scoprirne la composizione chimica, in particolare la frazione di acqua. “Questi tipi di studi ci aiuteranno a saperne di più sulla formazione dei pianeti. Possono anche aiutarci a capire come l’acqua viene trasportata ai pianeti rocciosi”, ha detto Sahu.
Boris Gänsicke, dell’Università di Warwick e ospite presso l’Instituto de Astrofisica de Canarias in Spagna, è stato il ricercatore principale del programma Hubble che ha portato a questa scoperta. “Abbiamo osservato oltre 500 nane bianche con Hubble. Abbiamo già imparato moltissimo sui mattoni e sui frammenti dei pianeti, ma sono assolutamente entusiasta di aver identificato un sistema che assomiglia agli oggetti nei freddi margini esterni del nostro Sistema Solare“, ha detto Gänsicke. “Misurare la composizione di un eso-Plutone è un contributo importante alla nostra comprensione della formazione e dell’evoluzione di questi corpi”.
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