Tutte le stelle, compreso il Sole, hanno una vita limitata. Le stelle brillano per il processo di fusione nucleare in cui atomi più leggeri, come l’idrogeno, si fondono insieme per crearne di più pesanti. Questo processo rilascia grandi quantità di energia che contrasta l’onnipresente attrazione verso l’interno della gravità della stella. In definitiva, la fusione aiuta le stelle a resistere al collasso gravitazionale.
Questo equilibrio di forze è chiamato “equilibrio idrostatico“. Tuttavia, verrà il momento in cui la scorta di carburante nel nucleo di una stella inizierà a esaurirsi e alla fine morirà. Le stelle con una massa circa otto volte quella del Sole bruceranno tipicamente attraverso il loro combustibile in meno di 100 milioni di anni. Una volta che la fusione cessa, la stella collassa, generando una massiccia esplosione finale istantanea di fusione nucleare che fa esplodere la stella come una supernova.
Le supernove rilasciano abbastanza energia da eclissare l’intera galassia in cui si trovano. Ciò che resta dopo sono nuclei stellari collassati e morti chiamati stelle di neutroni o, se la stella progenitrice era abbastanza massiccia, un buco nero. Qualsiasi pianeta in orbita attorno a una stella quando diventa supernova verrebbe cancellato. Misteriosamente, però, una manciata di “pianeti zombi” è stata rilevata in orbita attorno a stelle di neutroni. E sono alcuni dei mondi più strani del cosmo.
Le stelle di neutroni sono estremamente dense e contengono tanta massa quanta il Sole compresso in una sfera di solo pochi km di diametro. Alcune stelle di neutroni emettono fasci di onde radio nello spazio ed è intorno a queste stelle “pulsar” che sono stati trovati i pianeti. Mentre la pulsar gira, i suoi raggi radio attraversano lo spazio generando regolari lampi radio. Le pulsar sono state scoperte nel 1967.
In questo video puoi ascoltare i suoni delle emissioni radiofoniche di alcune di esse.
La regolarità di questi impulsi radio rende le pulsar ideali per la caccia ai pianeti vicini. Se una pulsar ha un pianeta, entrambi orbiteranno attorno a un centro gravitazionale condiviso. Ciò significa che l’emissione radio sarà periodicamente allungata e compressa in modo prevedibile, consentendoci di rilevare il pianeta.
Phobetor, Draugr e Poltergeist
A circa 2.300 anni luce dalla Terra si trova la pulsar PSR B1257+12. Lampeggia 161 volte al secondo ed è stata soprannominata “Lich” in onore di una creatura non morta nel folklore occidentale. È orbitata da tre pianeti rocciosi e terrestri chiamati Phobetor, Draugr e Poltergeist.
Questi pianeti occupano un posto speciale nella storia dell’astronomia, poiché sono stati i primi al di là del nostro Sistema Solare (esopianeti) ad essere scoperti nel 1991. Alcuni anni fa, la Nasa ha pubblicato questo poster dei “mondi zombi”:
La loro scoperta ha messo in discussione le idee sulla formazione planetaria, che normalmente avviene quando si forma una nuova stella. Al contrario, questi pianeti devono essersi formati dopo la supernova della stella morente. Non si sa ancora con certezza come ciò sia avvenuto. Il materiale in un disco di detriti in orbita attorno alla pulsar potrebbe essersi fuso in pianeti dopo la supernova.
Draugr, che prende il nome da una creatura non morta nella mitologia norrena, è il più intimo dei tre. Ha circa il doppio della massa della Luna ed è il pianeta meno massiccio attualmente conosciuto, in orbita attorno a Lich ogni 25 giorni. I suoi cugini più grandi, Poltergeist e Phobetor, orbitano rispettivamente ogni 67 e 98 giorni e sono ciascuno circa quattro volte la massa della Terra.
Le pulsar hanno potenti campi magnetici che possono consentire alle correnti elettriche di creare un arco nello spazio tra la pulsar e un pianeta in orbita. Quindi, se qualcuno di questi pianeti ha un’atmosfera, potrebbe essere costantemente immerso nella luce ultraterrena di una potente aurora (simile alla nostra aurora boreale).
Se dovessi trovarti sulla superficie di uno di questi mondi di zombi, vedresti, attraverso la potente tonalità dell’aurora, il Lich incandescente nel cielo proiettare due fasci di luce potenti e strettamente confinati verso l’esterno in direzioni opposte nell’oscurità dello spazio. Le stelle di neutroni possono essere estremamente calde, trasportando il calore residuo lasciato dalla supernova. Lich è quasi 30.000°C e il più interno di questi mondi, Draugr, è probabile che sulla sua superficie ci una temperatura di solo pochi gradi sotto lo zero.
Il mondo dei diamanti
Il pianeta PSR J1719−1438b orbita attorno a una pulsar distante circa 4.000 anni luce, sfreccia attorno al suo ospite in poco più di due ore. È il pianeta più denso mai scoperto, così denso, infatti, che si pensa sia composto in gran parte da diamanti.
Questo “mondo dei diamanti” è il nucleo residuo di una stella morta chiamata nana bianca. Questi sono noti per avere un alto contenuto di carbonio (il diamante è fatto di carbonio), ma questa particolare nana bianca ha perso il 99,9% della sua massa originale, consumata dalla potente gravità della sua vicina pulsar ospite.
Questa sfera di diamante è grande circa la metà di Giove e orbita attorno al PSR J1719-1438 a una distanza di 600.000 km (solo 1,5 volte più lontano della nostra Luna dalla Terra). A una distanza così ravvicinata dalla pulsar ospite, è probabile che questo mondo abbia una superficie molto calda.
Matusalemme
In orbita attorno alla Via Lattea (e a molte galassie) ci sono ammassi globulari di stelle, gruppi sferici di un massimo di un milione di stelle ciascuno. Queste sono alcune delle stelle più antiche dell’universo.
L’ammasso globulare Messier M4 si trova a circa 5.600 anni luce di distanza e contiene circa 100.000 stelle. Tra questi c’è un pianeta soprannominato Matusalemme, in onore del figlio di Enoch nel Libro della Genesi che presumibilmente visse per 969 anni.
Al centro dell’ammasso stellare M4 c’è una pulsar e una nana bianca in orbita attorno al loro centro gravitazionale condiviso ogni 161 giorni. Data la natura di breve durata delle stelle di grande massa, la pulsar si sarebbe formata poco dopo la formazione dello stesso Messier 4.
Anche Matusalemme orbita attorno a questo centro, ma a un ritmo molto più lento di una volta ogni 100 anni circa, a una distanza simile a quella alla quale Urano orbita attorno al nostro Sole. È un gigantesco pianeta gassoso circa 2,5 volte la massa di Giove. Si ritiene che Matusalemme si sia formato come un pianeta normale attorno a una stella simile al Sole entro il primo miliardo di anni dalla formazione dell’universo. È stato quindi catturato in orbita attorno alla pulsar ospite, su cui ha orbitato da allora.
L’elevata densità di stelle negli ammassi globulari rende piuttosto elevate le possibilità che due stelle abbiano un incontro ravvicinato e allo stesso modo lo scambio di pianeti. Matusalemme è il pianeta più antico conosciuto nel cosmo, essendosi formato circa 12,7 miliardi di anni fa insieme a tutte le stelle in M4.
I pianeti Pulsar sono mondi estremi, ma anche loro potrebbero non essere i più bizzarri. Un piccolo numero di studi teorici ha proposto l’esistenza di pianeti in orbita attorno ai buchi neri. Finora, tuttavia, non ne è stato trovato nessuno.
Autore
Gareth Dorrian, Università di Birmingham
