Gli esopianeti rocciosi sono ancora più ‘strani’ di quel che pensiamo

Le prime stime delle tipologie di roccia esistenti sugli esopianeti in orbita attorno ad altre stelle ci dicono che la maggior parte di essi è molto più esotica di quanto si pensasse in precedenza, essendo composti da rocce che non si trovano da nessuna parte nel nostro Sistema Solare.

Negli ultimi anni gli astronomi hanno scoperto migliaia di pianeti in orbita attorno alle stelle nella nostra galassia, noti come esopianeti. Tuttavia, è difficile stabilire di cosa siano composti esattamente questi pianeti e se assomigliano alla Terra. Per cercare di scoprirlo, l’astronomo Siyi Xu del NOIRLab della NSF ha collaborato con il geologo Keith Putirka della California State University, a Fresno, per studiare le atmosfere di quelle che sono conosciute come “nane bianche inquinate”. Questi oggetti sono i nuclei densi e collassati di stelle, un tempo simili al nostro Sole, che contengono materiale estraneo proveniente da pianeti, asteroidi o altri corpi rocciosi che un tempo orbitavano attorno ad essi ma che alla fine sono caduti nella nana bianca e “contaminando” l’atmosfera. Cercando elementi che non esistono naturalmente nell’atmosfera di una nana bianca (ovvero elementi diversi da idrogeno ed elio), gli scienziati possono capire di cosa erano composti gli oggetti planetari rocciosi che sono caduti nella stella.

Rocce particolari

Putirka e Xu hanno osservato 23 nane bianche ‘inquinate’, tutte entro i 650 anni luce dal nostro Sole, dove calcio, silicio, magnesio e ferro erano stati misurati con precisione utilizzando l’Osservatorio WM Keck delle Hawaii, il telescopio spaziale Hubble, e altri osservatori. Gli scienziati hanno quindi utilizzato le abbondanze misurate di quegli elementi per ricostruire i minerali e le rocce che si sarebbero formati da essi. Hanno scoperto che queste nane bianche hanno una gamma di composizioni molto più ampia rispetto a qualsiasi altro pianeta interno del nostro Sistema Solare, suggerendo che i loro pianeti avevano una più ampia varietà di tipi di roccia. In effetti, alcune delle composizioni sono così insolite che Putirka e Xu hanno dovuto creare nuovi nomi (come “pirosseniti di quarzo” e “duniti di periclasio”) per classificare i nuovi tipi di roccia esistiti su quei pianeti.

Alcuni dei tipi di roccia osservati nei dati della nana bianca dissolverebbe più acqua rispetto alle rocce sulla Terra e potrebbe avere un grosso impatto sul modo in cui si sviluppano gli oceani. Altri potrebbero fondersi a temperature molto più basse e produrre una crosta più spessa rispetto alle rocce terrestri mentre altri ancora potrebbero essere più deboli, il che potrebbe facilitare lo sviluppo della tettonica a placche.

Studi precedenti sulle nane bianche inquinate avevano trovato diversi elementi provenienti da corpi rocciosi (alcuni esopianeti) tra cui calcio, alluminio e litio. Tuttavia, Putirka e Xu spiegano che questi sono elementi minori (che in genere costituiscono una piccola parte delle rocce terrestri) e le misurazioni degli elementi principali (che al contrario sono in percentuale maggiore), in particolare del silicio, sono necessarie per conoscere veramente che tipi di roccia sono presenti su quei pianeti. Inoltre, Putirka e Xu affermano che gli alti livelli di magnesio e i bassi livelli di silicio misurati nelle atmosfere delle nane bianche suggeriscono che i detriti rocciosi rilevati probabilmente provengono dall’interno dei pianeti, cioè dal mantello, e non dalla loro crosta. Alcuni studi precedenti sulle nane bianche inquinate avevano riportato segni dell’esistenza di crosta continentale sui pianeti rocciosi che un tempo orbitavano attorno a quelle stelle, ma Putirka e Xu non hanno trovato conferma di questo fatto.

Tuttavia, le osservazioni non escludono completamente che gli esopianeti avessero croste continentali o altre tipologie poiché, trovandosi in una frazione troppo piccola rispetto alla massa di altri componenti planetari come il nucleo e il mantello, è molto difficile riuscire a misurarla.

Riferimenti:

• https://www.nature.com/articles/s41467-021-26403-8