Che cosa succede alla morte di una stella? Quando bruciano tutto l’idrogeno a loro disposizione, gli astri simili al nostro Sole sono destinati a una fine tragica, che coinvolge anche i loro vicini planetari: si espandono fino a diventare stelle giganti rosse, inghiottendo inevitabilmente i pianeti più interni.
Una recente ricerca dell’Università della California di Santa Cruz rivela ora le forze che agiscono su un pianeta quando viene inghiottito da una stella in espansione. I ricercatori hanno simulato le interazioni tra il corpo substellare fagocitato, che sia esso un pianeta o una nana bianca, e l’involucro esterno dell’astro divoratore: l’esito finale del loro incontro dipende dalle dimensioni dell’oggetto inghiottito e dallo stadio di evoluzione della stella. I risultati dello studio, ancora in via di pubblicazione, sono stati presentati oggi al 240° meeting dell’American Astronomical Society.
«Le stelle evolute possono essere centinaia o addirittura migliaia di volte più grandi dei loro pianeti, e questa disparità di scala rende difficile l’esecuzione di simulazioni che modellino accuratamente i processi fisici che si verificano su ciascuna scala – afferma Ricardo Yarza dell’Università della California di Santa Cruz e autore principale dello studio – Invece, abbiamo simulato una piccola sezione della stella per capire il flusso intorno al pianeta e misurare le forze di resistenza che agiscono su di esso».
Tra le conseguenze del drammatico banchetto cosmico non vi è solo il restringimento dell’orbita del corpo inghiottito, ma anche la possibile espulsione di gas caldo dagli strati più esterni della stella.
«Mentre il pianeta viene inghiottito dalla stella, le forze di trascinamento trasferiscono energia dal pianeta alla stella. Se l’energia trasferita supera l’energia di legame, l’involucro stellare può rompersi», afferma Yarza.
(a sinistra) un pianeta all’interno di una stella gigante e la sua traiettoria di decadimento orbitale (a destra) la densità e la velocità in una simulazione in una simulazione del flusso vicino al pianeta. Crediti: Ricardo Yarza et al.
Nelle prime fasi dell’espansione stellare, ossia entro 10 volte il raggio solare, una stella simile al Sole subisce la rottura dell’involucro solo nel caso in cui stia divorando corpi substellari più grandi di circa 100 volte la massa di Giove. Nelle fasi successive dell’evoluzione stellare, tuttavia, potrebbe bastare molto meno: secondo le simulazioni, anche oggetti di dimensione pari a 10 volte la massa di Giove diventerebbero capaci di ‘bucare’ la superficie stellare.
Dai fattori chiave di questo processo – ovvero la massa dell’oggetto inghiottito e lo stadio evolutivo della stella – dipende infine anche l’aumento della luminosità dell’astro divoratore. Un fenomeno che può manifestarsi fino ad alcune migliaia di anni dopo l’inghiottimento, a dimostrazione di quanto la morte di una stella sia un evento in grado di modificare su intere porzioni di cosmo.
Immagine in evidenza: Illustrazione artistica di un inghiottimento planetario da parte di una gigante rossa (Crediti:James Gitlin/StsCi AVL)
