Quando una stella come il Sole esaurisce il suo combustibile, si gonfia fino a diventare una gigante rossa, espelle i suoi strati esterni e lascia dietro di sé un nucleo piccolo e densissimo: una nana bianca. Per molto tempo si è pensato che i pianeti vicini non potessero sopravvivere a questo processo. Nel 2020 gli astronomi hanno annunciato la scoperta di un pianeta gigante, grande quanto Giove, in orbita strettissima attorno a una nana bianca. Il suo nome è WD 1856+534 b.
Una scoperta di TESS
Il pianeta è stato scoperto dal telescopio spaziale TESS della NASA, che cerca pianeti osservando le piccole diminuzioni di luminosità delle stelle quando un pianeta passa davanti a loro, il cosiddetto metodo dei transiti. La nana bianca WD 1856+534 si trova a circa 80 anni luce da noi, nella costellazione del Dragone.
Il segnale era straordinario. Di solito un pianeta che transita davanti alla sua stella ne oscura una frazione minima, l'1% o meno. In questo caso, invece, la luminosità della stella calava di circa il 56%. Il motivo è che la nana bianca è minuscola, appena un po' più grande della Terra, mentre il pianeta ha dimensioni simili a quelle di Giove: è circa sette volte più grande della stella attorno a cui gira.
Lo studio, guidato da Andrew Vanderburg dell'Università del Wisconsin e pubblicato su Nature, ha combinato i dati di TESS con osservazioni del telescopio spaziale Spitzer e di diversi telescopi a terra, tra cui il Gran Telescopio Canarias. Le misure hanno indicato che la massa dell'oggetto è al massimo circa 14 volte quella di Giove, quindi si tratta di un pianeta e non di una nana bruna o di una stella.
Un anno di 34 ore
Il pianeta compie un'orbita completa attorno alla sua stella in circa 34 ore, a una distanza di circa tre milioni di chilometri, venti volte più vicino di quanto Mercurio sia al Sole. A quella distanza, se la stella fosse stata una stella normale nel pieno della sua vita, o una gigante rossa, il pianeta sarebbe stato inghiottito.
La nana bianca ha circa 10 miliardi di anni: è una delle stelle più antiche del suo tipo. Non emette più energia da reazioni nucleari, ma brilla solo per il calore residuo, raffreddandosi lentamente. Il pianeta riceve quindi relativamente poca energia, e la sua temperatura non è estrema come quella dei giganti gassosi che orbitano vicinissimi a stelle normali.
Come ci è arrivato?
Il mistero principale riguarda l'origine dell'orbita. Quando la stella era una gigante rossa, il suo raggio si estendeva per decine o centinaia di milioni di chilometri. Un pianeta a tre milioni di chilometri sarebbe stato distrutto. WD 1856+534 b doveva quindi trovarsi molto più lontano, e deve essere migrato verso l'interno dopo la morte della stella.
L'ipotesi più accreditata coinvolge l'interazione con altri corpi. La nana bianca fa parte di un sistema triplo, con due piccole stelle rosse a grande distanza. L'influenza gravitazionale di queste compagne, o di altri pianeti oggi scomparsi, potrebbe aver reso l'orbita del pianeta molto allungata, portandolo periodicamente vicino alla stella. A ogni passaggio le forze di marea avrebbero dissipato energia, fino a rendere l'orbita piccola e circolare. È un processo simile a quello che si pensa abbia portato Tritone nella sua orbita attuale attorno a Nettuno.
Il futuro del Sistema solare
La scoperta ha un interesse particolare perché ci mostra un possibile futuro del nostro stesso Sistema solare. Tra circa cinque miliardi di anni il Sole diventerà una gigante rossa e poi una nana bianca. Mercurio e Venere saranno probabilmente inghiottiti, e forse anche la Terra. Ma i pianeti esterni, come Giove e Saturno, dovrebbero sopravvivere, spostandosi su orbite più ampie. WD 1856+534 b dimostra che pianeti giganti possono sopravvivere alla morte della loro stella e perfino avvicinarsi a essa in seguito.
Alcuni ricercatori hanno fatto notare anche un'altra possibilità: se un pianeta roccioso si trovasse attorno a una nana bianca nella zona in cui l'acqua può essere liquida, il transito sarebbe così profondo che il telescopio James Webb potrebbe analizzarne l'atmosfera con relativa facilità, cercando eventuali segni di vita.
Le nane bianche e i loro pianeti
Prima di questa scoperta, attorno alle nane bianche erano stati trovati soprattutto detriti: dischi di polvere e frammenti di asteroidi e pianetini distrutti dalle forze di marea, e tracce di elementi pesanti "inquinanti" nella loro atmosfera. Una delle nane bianche più famose è Sirio B, la compagna della stella più luminosa del cielo. Altri pianeti in ambienti impensabili sono raccontati negli articoli sui pianeti estremi e sui blanet.
All'estremo opposto ci sono pianeti rocciosi così vicini alla loro stella da avere oceani di lava e piogge di roccia, come K2-141b.
Per approfondire si può consultare la voce WD 1856+534 b su Wikipedia in inglese. Altri articoli si trovano nella sezione Pianeti.
