Un pianeta in orbita attorno a una nana bianca e una pulsar

Nel luglio del 2003 Hubble ha contribuito a fare la scoperta sorprendente di un pianeta chiamato PSR B1620-26 b, con una massa di 2,5 volte quella di Giove, nell’ammasso globulare M4 (centro dell’ammasso visibile nell’immagine).
Contiene diverse decine di migliaia di stelle ed è degno di nota in quanto sede di molte nane bianche, resti densi di antiche stelle morenti i cui strati esterni sono stati rilasciati nello spazio. Il sistema PSR B1620-26 si trova a circa 5.600 anni luce di distanza, proprio ad ovest della stella supergigante rossa Antares nella Costellazione dello Scorpione. Si stima che la sua età sia di circa 13 miliardi di anni. È insolito il fatto che orbiti un sistema binario di una nana bianca e una pulsar.

Pochi astronomi intrepidi ritengono che il luogo più adatto dove cercare pianeti in grado di supportare la vita sia tra quelli che orbitano attorno a nane bianche, così prevalenti in M4. “Nella ricerca di firme biologiche extraterrestri, le prime stelle da studiare dovrebbero essere le nane bianche”, ha detto Avi Loeb, teorico dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CFA) e direttore dell’Istitute for Theory and Computation. Anche le stelle morenti potrebbero ospitare pianeti con la vita, e, se esiste davvero, potremmo essere in grado di rilevarla entro il prossimo decennio”.

Questo risultato incoraggiante proviene da uno studio teorico su pianeti simili alla Terra che orbitano attorno a stelle nane bianche. I ricercatori hanno scoperto che potremmo scoprire l’ossigeno nell’atmosfera di un pianeta di una nana bianca molto più facilmente rispetto ad un pianeta simile alla Terra in orbita attorno ad una stella simile al Sole.

Quando una stella come il Sole muore, espelle i suoi strati esterni, lasciando dietro di sé un caldo nucleo chiamato nana bianca. Le dimensioni di una tipica nana bianca sono circa quelle della Terra. Si raffredda gradualmente e si affievolisce col passare del tempo, ma può mantenere calore abbastanza a lungo da riscaldare un mondo nelle vicinanze per miliardi di anni. Dal momento che una nana bianca è molto più piccola e più debole del Sole, un pianeta dovrebbe essere molto più vicino ad essa perchè sia abitabile con acqua liquida presente sulla sua superficie.

Un pianeta abitabile orbiterebbe la nana bianca ogni 10 ore ad una distanza di circa un milione e mezzo di chilometri. Prima che una stella diventi una nana bianca, si gonfia in una gigante rossa, inglobando e distruggendo ogni pianeta nelle vicinanze. Pertanto, un pianeta dovrebbe raggiungere la zona abitabile dopo che la stella è diventata una nana bianca. Un pianeta potrebbe formarsi dal residuo della polvere e gas espulsi dalla gigante rossa  (come una sorta di mondo di “seconda generazione”), oppure avvicinarsi all’astro migrando dall’esterno.

Se esistono pianeti nelle zone abitabili delle nane bianche, avremmo bisogno di trovarli prima di poterli studiare. L’abbondanza di elementi pesanti sulla superficie delle nane bianche suggerisce che una parte significativa di esse abbiano pianeti rocciosi. Loeb e il suo collega Dan Maoz (Tel Aviv University) stimano che una survey sulle 500 nane bianche più vicine potrebbe consentire di individuare una o più Terre abitabili. Il metodo migliore per cercare questi pianeti è l’osservazione del transito, cercando una stella la cui luminosità diminuisce quando un pianeta orbitante le passa davanti. Dal momento che una nana bianca ha circa la stessa dimensione della Terra, un pianeta delle dimensioni della Terra potrebbe bloccare una grande frazione della sua luce e rilasciare un segnale chiaro.

Fatto ancora più importante, noi possiamo studiare le atmosfere dei pianeti in transito: l’atmosfera assorbe un pò di luce delle stelle. Questo lascia le impronte chimiche che mostrano se l’aria contiene vapore acqueo, o anche ad esempio ossigeno.Gli astronomi sono particolarmente interessati a trovare l’ossigeno perché l’ossigeno nell’atmosfera terrestre è continuamente rilasciato, attraverso la fotosintesi, dalle piante.
Se tutta la vita cessasse sulla Terra, la nostra atmosfera diventerebbe rapidamente priva di ossigeno. Quindi, la presenza di grandi quantità di ossigeno nell’atmosfera di un pianeta lontano potrebbe segnalare la probabile presenza di vita. Si prevede che tramite le osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST), si potranno analizzare i gas nelle atmosfere di questi mondi alieni. “JWST offre la migliore speranza di trovare un pianeta abitabile in un prossimo futuro”, ha detto Maoz.