Dal gas e dalla polvere alla vita

Il punto chiave del progetto PLANES (“Unfolding the evolution of planetary systems”), finanziato dall’UE, era quello di comprendere in che modo l’evoluzione delle stelle ospite può influire sull’architettura dei sistemi planetari. Gli scienziati hanno anche tentato di comprendere se lo sprofondamento dei pianeti produce a sua volta un impatto sull’evoluzione delle stelle.

Le osservazioni e gli studi teorici suggeriscono che i sistemi planetari che sopravvivono all’invecchiamento della stella ospite fino alla fine della sequenza principale e in seguito anche alla fase gigante della stella subiscono dei cambiamenti orbitali prima di diventare stabili nella successiva fase della nana bianca. I pianeti in orbita vicino a stelle giganti possono essere inghiottiti dall’atmosfera stellare in espansione.

Poi gli scienziati di PLANES hanno studiato gli effetti tra loro in contrasto dell’aumento del raggio dell’orbita dei pianeti mentre la stella perde massa e delle forze di marea che si levano dagli involucri convettivi delle stelle.

Per i pianeti giganti gassosi, le forze di marea sono sufficientemente forti da tirarli nell’atmosfera stellare. I pianeti con massa inferiore sentono delle forze di marea più deboli. Soltanto i pianeti con un raggio dell’orbita che aumenta possono sopravvivere all’evoluzione stellare.

Gli scienziati di PLANES hanno inoltre scoperto che l’esistenza di piccoli pianeti in una fase tardiva nelle vite delle stelle dipende dalla metallicità delle loro stelle, ma non con la stessa forza di quanto avviene con i pianeti più grandi. Nel caso di una bassa metallicità, probabilmente non ci sono abbastanza elementi pesanti, ovvero più massicci rispetto all’idrogeno e all’elio, per sviluppare grandi nuclei, e quindi rimangono solo piccoli mondi rocciosi.

Tuttavia, la formazione dei pianeti è intrinsecamente collegata alle proprietà chimiche e anche fisiche della stella ospite e del suo materiale circumstellare. Nuovi modelli dell’evoluzione stellare includono i processi magnetici, come l’interazione magnetica tra i nuclei stellari e i loro involucri che sono fondamentali per poter spiegare le osservazioni.

Armati con simulazioni che riproducono le velocità di rotazione osservate nell’evoluzione delle stelle di sequenza principale, gli scienziati di PLANES hanno iniziato a mettere assieme un quadro della formazione delle nebulose planetarie.

Ci si aspetta che una migliore comprensione della tarda evoluzione stellare, e di come essa influisce sulla sopravvivenza dei pianeti, abbia un impatto su molti settori dell’astronomia, compresa la ricerca della vita altrove.