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Un diario di cose celesti

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BD+48 740, la gigante al litio che ha mangiato un pianeta

28 Oct 2012 10:45 AM – Michele Diodati

BD+48 740 è una stella invisibile a occhio nudo, che si trova nella costellazione di Perseo, a una distanza di 556 ± 129 pc dal sistema solare. Appartiene al tipo spettrale K2 e ha una temperatura effettiva di 4534 K. La massa e il raggio sono rispettivamente 1,5 e 11,4 volte quelli del Sole, la luminosità circa una cinquantina di volte maggiore. Tutto sembra indicare che si tratti di una gigante rossa, colta nella fase in cui, avendo terminato la sua riserva di idrogeno nucleare, sta bruciando elio e, nel frattempo, si espande.

È una stella interessante per due caratteristiche, entrambe molto rare:

  • nella sua atmosfera c'è una percentuale di litio nettamente superiore a quella tipica della fase evolutiva a cui è giunta, una peculiarità che condivide con solo poche altre giganti rosse;

  • le variazioni della velocità radiale, rilevate nel corso di 15 periodi di osservazione dal 2005 al 2012 per complessivi 2.229 giorni, indicano che le gira intorno un pianeta con un'orbita fortemente eccentrica, la più eccentrica tra quelle finora calcolate per pianeti di giganti rosse.

Rappresentazione artistica di un pianeta in procinto di finire disintegrato da una gigante rossa. Cortesia: James Gitlin / STScI AVL

Rappresentazione artistica di un pianeta in procinto di finire disintegrato da una gigante rossa. Cortesia: James Gitlin / STScI AVL

BD+48 740 è la prima gigante rossa in cui queste due particolarità, l'abbondanza di litio e un pianeta in orbita molto eccentrica, appaiono insieme. Un team di ricercatori guidato da Monika Adamów ha analizzato la situazione e fornito un tentativo di spiegazione, in uno studio appena pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.

L'ipotesi proposta da Adamów e colleghi è che i due fenomeni abbiano una causa comune: un pianeta probabilmente roccioso recentemente ingoiato dalla gigante rossa. L'abbondanza di litio nell'atmosfera della stella potrebbe essere una conseguenza della distruzione di questo ipotetico pianeta, finito su un'orbita troppo stretta per poter resistere all'attrazione gravitazionale di BD+48 740. Per una sorta di rimbalzo seguito allo sconvolgimento degli equilibri gravitazionali, l'altro pianeta, quello la cui presenza è stata rilevata dalle variazioni della velocità radiale, sarebbe poi stato spinto su un'orbita altamente eccentrica (e = 0,67 ± 0,17).

Questo pianeta, la cui massa minima è di 1,6 masse gioviane, si trova attualmente a 1,89 unità astronomiche da BD+48 740 (poco più della distanza di Marte dal Sole) e ha un periodo orbitale di 771,3 ± 7,4 giorni. Gli autori calcolano che la sua orbita sarà circolarizzata alla fine dalla gravità stellare, ma ciò richiederà almeno mezzo miliardo di anni.

È da notare che sia l'abbondanza di litio sia l'orbita eccentrica del pianeta potrebbero avere spiegazioni diverse da quelle proposte.

In linea teorica, il litio potrebbe essere stato strappato a una stella compagna, anche se le analisi ottiche e spettrali non hanno mostrato per ora il minimo segno della presenza di un'altra stella nel sistema. Oppure potrebbe essere stato prodotto nelle profondità di BD+48 740 e poi portato alla superficie da potenti meccanismi di rimescolamento e di trasporto basati sulla convezione.

Quanto all'eccentricità dell'orbita del pianeta, questa potrebbe essere stata sovrastimata a causa della disponibilità di un numero troppo ridotto di misurazioni della velocità radiale. Oppure potrebbero esservi due pianeti invece di uno, con orbite circolari o quasi circolari legate da un rapporto di risonanza di 2:1: una possibilità compatibile con i dati attualmente disponibili.

Tuttavia l'ipotesi del pianeta ingoiato e "nebulizzato" dalla gigante rossa è senz'altro più suggestiva. Inoltre è elegante, avendo il pregio della semplicità: una sola causa per due fenomeni. In ogni caso, rappresenta un'anticipazione piuttosto inquietante di quello che potrà essere il destino di Mercurio, di Venere e della Terra, quando il Sole raggiungerà la medesima fase evolutiva che sta attraversando BD+48 740. Non è il caso, comunque, di perdere il sonno: questi momenti fatali per i pianeti interni del sistema solare arriveranno certamente, ma non prima di cinque miliardi di anni a partire da ora (anno più anno meno).

Lo spettro di BD+48 740, messo a confronto con quello di un'altra gigante rossa che si trova presumibilmente nella stessa fase evolutiva, mostra un'evidente sovrabbondanza di litio nell'atmosfera stellare. Cortesia: M. Adamów et al. arXiv:1206.4938 [astro-ph.SR]

Lo spettro di BD+48 740, messo a confronto con quello di un'altra gigante rossa che si trova presumibilmente nella stessa fase evolutiva, mostra un'evidente sovrabbondanza di litio nell'atmosfera stellare. Cortesia: M. Adamów et al. arXiv:1206.4938 [astro-ph.SR]

Analisi preliminare delle velocità radiali misurate per BD+48 740. Cortesia: M. Adamów et al. arXiv:1206.4938 [astro-ph.SR]

Analisi preliminare delle velocità radiali misurate per BD+48 740. Cortesia: M. Adamów et al. arXiv:1206.4938 [astro-ph.SR]

A sinistra, i parametri stellari di BD+48 740. A destra, i parametri del pianeta scoperto col metodo della velocità radiale. Cortesia: M. Adamów et al. arXiv:1206.4938 [astro-ph.SR]

A sinistra, i parametri stellari di BD+48 740. A destra, i parametri del pianeta scoperto col metodo della velocità radiale. Cortesia: M. Adamów et al. arXiv:1206.4938 [astro-ph.SR]

Il telescopio Hobby-Eberly da 9,2 m dell'Osservatorio McDonald in Texas, col quale sono state eseguite le osservazioni spettroscopiche di BD+48 740. Cortesia: Marty Harris / McDonald Obs. / UT-Austin

Il telescopio Hobby-Eberly da 9,2 m dell'Osservatorio McDonald in Texas, col quale sono state eseguite le osservazioni spettroscopiche di BD+48 740. Cortesia: Marty Harris / McDonald Obs. / UT-Austin

Riferimenti

Tag: litio, esopianeti, giganti rosse, velocita radiale, articoli

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