Quando il Sole si trasformerà in una nana bianca, i pianeti giganti del sistema solare potrebbero finire in orbite molto allungate, scambiarsi di posto o scontrarsi: nelle simulazioni con i grumi di materia più massicci espulsi dalla stella, i pianeti si distruggevano in collisioni nel 96% dei casi. Secondo lo studio, pubblicato il 21 settembre su The Astrophysical Journal Letters, questi sconvolgimenti potrebbero verificarsi entro poche centinaia di milioni di anni dalla trasformazione del Sole in nana bianca e, in alcuni scenari estremi, già durante la fase di gigante rossa.
La ricerca è stata condotta da Konstantin Batygin, professore di scienze planetarie al Caltech, insieme a Jim Fuller, professore di astrofisica teorica nello stesso istituto. I risultati mettono in discussione l’idea, sostenuta da studi precedenti, che Giove, Saturno, Urano e Nettuno conserveranno per centinaia di miliardi di anni gran parte della loro configurazione attuale.
Tra circa 5 miliardi di anni, quando avrà esaurito l’idrogeno nel nucleo, il Sole si espanderà fino a diventare una gigante rossa. Raggiungerà dimensioni circa 100 volte maggiori di quelle attuali e potrebbe inghiottire Mercurio, Venere e forse anche la Terra. Lo ha spiegato a Live Science Nathan Kaib, scienziato planetario dell’Università dell’Oklahoma, che non ha partecipato allo studio. In seguito, il Sole perderà i suoi strati esterni e collasserà in un nucleo compatto, una nana bianca. Per saperne di più, ecco il futuro del Sole, da gigante rossa a nana bianca.
Le previsioni tradizionali si basavano sull’ipotesi che il Sole avrebbe espulso la propria massa in modo regolare. Uno studio del 1998, fondato su simulazioni, aveva stimato che il gas disperso avrebbe spinto verso l’esterno i quattro pianeti giganti, raddoppiando il raggio delle loro orbite. In questa configurazione, soltanto il passaggio ravvicinato di un’altra stella avrebbe potuto destabilizzare il sistema; eventi del genere sono ritenuti estremamente rari, con una frequenza stimata di uno ogni mille miliardi di miliardi di anni.
Osservazioni recenti di altre stelle, però, suggeriscono che la perdita di massa possa essere irregolare. Nubi di gas vengono sollevate da pennacchi di plasma, formando grandi grumi di materia. «Sono un po’ come le espulsioni di massa coronale, ma molto più grandi», ha detto Fuller a Live Science. Ogni espulsione esercita una spinta sulla stella nella direzione opposta, come il rinculo di un’arma quando spara. La singola spinta è debole: fa avanzare il Sole di pochi piedi al secondo. Ma molte spinte, nel tempo, potrebbero modificarne la velocità di diverse centinaia di piedi al secondo. Spinte simili sono state osservate dagli astronomi in nane bianche appartenenti ad altri sistemi stellari.
Fuller ha raccontato che, quando ha discusso di queste spinte con Batygin, il collega «si è reso conto che avrebbero avuto conseguenze importanti sull’evoluzione del nostro sistema solare». Il rinculo, infatti, cambierebbe l’attrazione gravitazionale del Sole sugli oggetti che gli orbitano attorno.
Per valutare gli effetti sui pianeti giganti, Batygin ha realizzato simulazioni al computer considerando tre possibilità: una perdita di massa regolare; l’espulsione di grumi durante tutta l’evoluzione del Sole in gigante rossa; oppure l’espulsione concentrata soltanto nelle fasi finali. I ricercatori hanno anche variato la massa dei grumi. In totale hanno analizzato 672 simulazioni.
Quando la perdita di massa era regolare, il sistema esterno si comportava come previsto dagli studi precedenti e manteneva quasi tutte le sue caratteristiche per miliardi di anni. Negli scenari con espulsioni irregolari, invece, le orbite diventavano instabili: i pianeti potevano scambiarsi di posto, assumere traiettorie molto ovali o essere espulsi dal sistema. Nelle simulazioni con i grumi più massicci, nel 96% dei casi i pianeti finivano per scontrarsi e distruggersi. Questi scenari riguardano anche il destino dei giganti gassosi quando il Sole diventerà una gigante rossa.
I risultati suggeriscono che sistemi simili all’attuale sistema solare esterno attorno a stelle nane bianche potrebbero essere meno comuni di quanto si pensasse. Kaib ha osservato che potrebbero essere più frequenti pianeti con orbite ovali. Si ritiene che attorno alle nane bianche possano esistere pianeti abitabili, ma lo studio indica che la stabilità di questi mondi potrebbe essere stata sopravvalutata e che la comprensione di tali sistemi è ancora incompleta. Le conclusioni dipendono dagli scenari simulati e non dimostrano che il sistema solare seguirà necessariamente uno di questi esiti.
Fonte: livescience.com
