Quando era ancora molto giovane, il Sole potrebbe aver inglobato un pianeta roccioso con una massa compresa tra cinque e dieci volte quella della Terra. Un evento avvenuto miliardi di anni fa che, secondo un nuovo studio, potrebbe aver lasciato ancora oggi tracce nella struttura interna e nella composizione chimica della nostra stella.
È questa l’ipotesi elaborata da Mutlu Yildiz, ricercatore della Ege University in Turchia, che ha messo a confronto diversi modelli dell’evoluzione solare con le osservazioni sulla struttura interna del Sole. I risultati, pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, suggeriscono che l’ingestione di una super-Terra potrebbe contribuire a spiegare alcune anomalie che da tempo mettono alla prova i modelli standard della nostra stella.
Il mistero del litio sulla superficie solare
Tra gli elementi che hanno attirato l’attenzione dei ricercatori c’è il litio. La superficie del Sole ne presenta infatti una quantità molto inferiore rispetto a quella che ci si aspetterebbe considerando i normali modelli di evoluzione stellare. A questa discrepanza si aggiungono alcune difficoltà nel riprodurre correttamente, attraverso i modelli teorici, la struttura interna del Sole ricostruita grazie all’eliosismologia.
In particolare, emergono differenze nella velocità del suono appena al di sotto della zona convettiva e nella profondità della stessa zona convettiva. Secondo Yildiz, queste anomalie potrebbero avere un’origine comune legata alla storia chimica del giovane Sole.
«Il nostro nuovo studio suggerisce che un pianeta diverse volte più massiccio della Terra potrebbe essere caduto nel giovane Sole e aver lasciato una duratura impronta chimica nelle sue profondità», ha spiegato il ricercatore.
Come potrebbe essere avvenuta l’ingestione
Per comprendere l’origine dell’ipotesi bisogna tornare alle prime fasi di vita del Sistema solare. Le stelle appena formate sono circondate da dischi protoplanetari composti da gas e polveri, all’interno dei quali la materia continua a muoversi e ad aggregarsi. È proprio in questi dischi che si formano i pianeti.
La composizione di un pianeta, tuttavia, può essere diversa da quella del gas che circonda la stella. Se un pianeta viene successivamente attratto verso la stella e finisce per precipitarvi all’interno, il materiale che lo compone può modificare la composizione degli strati stellari.
Da qui nasce l’idea che un evento del genere, avvenuto quando il Sole era ancora giovane, possa aver alterato alcune sue caratteristiche e lasciato una firma riconoscibile ancora oggi.
I modelli dell’evoluzione solare
Per mettere alla prova questa possibilità, i ricercatori hanno utilizzato MESA, un codice informatico impiegato per simulare l’evoluzione delle stelle. Sono elaborate diverse ricostruzioni, ipotizzando differenti modalità di accrescimento della materia da parte del giovane Sole.
I risultati sono poi confrontati con i dati provenienti dall’eliosismologia e con le abbondanze degli elementi chimici osservate sulla superficie solare. I ricercatori hanno inoltre verificato se le anomalie potessero essere spiegate modificando altri parametri dei modelli, tra cui l’equazione di stato, l’opacità e i processi di mescolamento turbolento e convettivo.
Il confronto ha indicato come particolarmente interessante lo scenario nel quale il Sole avrebbe inglobato una super-Terra con una massa compresa tra cinque e dieci volte quella terrestre.
«Pensavamo che l’ingestione di un pianeta potesse influenzare la struttura solare, ma non ci aspettavamo che i calcoli convergessero su un intervallo di massa così specifico per una super-Terra», ha dichiarato Yildiz.
Le tracce di un pianeta scomparso
Se l’ipotesi fosse confermata, lo studio aprirebbe una prospettiva interessante anche per la ricerca extrasolare. I pianeti che sono inglobati dalle loro stelle, infatti, non sarebbero necessariamente destinati a scomparire senza lasciare traccia: alcuni potrebbero imprimere nella composizione chimica o nella struttura interna della stella segnali riconoscibili anche a distanza di miliardi di anni.
Il caso del Sole potrebbe inoltre offrire una possibile chiave di lettura per una peculiarità del nostro Sistema solare. In molti sistemi planetari sono individuate super-Terre, pianeti più grandi della Terra ma più piccoli dei giganti gassosi. Nel Sistema solare, invece, non ne esiste nessuna.
Una teoria già ipotizzata in passato
L’idea che una super-Terra possa essere finita all’interno del Sole non è completamente nuova. Lo studio richiama infatti un lavoro teorico pubblicato nel 2016, nel quale era ipotizzata la formazione di una o più super-Terre nella regione corrispondente all’attuale orbita di Mercurio.
Secondo quello scenario, uno di questi pianeti avrebbe potuto successivamente migrare verso l’interno, attraversando il disco di gas e avvicinandosi progressivamente al giovane Sole fino a precipitarvi.
Il modello del 2016 non sosteneva però che l’evento fosse realmente accaduto: indicava semplicemente un possibile meccanismo attraverso il quale un pianeta avrebbe potuto essere inglobato dalla stella. Il nuovo studio compie un passo ulteriore, chiedendosi se nel Sole possano esistere ancora oggi segnali compatibili con una simile ingestione.
Serviranno nuove osservazioni
La ricerca non dimostra dunque che il Sole abbia effettivamente divorato una super-Terra. Si tratta di uno scenario modellistico che dovrà essere verificato attraverso ulteriori osservazioni.
Il passaggio decisivo sarà cercare in modo indipendente le firme chimiche e strutturali previste dai modelli, sfruttando soprattutto i dati dell’eliosismologia e altre tecniche capaci di sondare l’interno della stella.
Come sottolinea Yildiz, potrebbe non essere possibile dimostrare in maniera definitiva che il Sole abbia inglobato un pianeta. Se però le impronte previste dai modelli venissero individuate indipendentemente, rappresenterebbero una forte indicazione dell’esistenza di un evento avvenuto quando il Sistema solare era ancora agli inizi della sua storia.
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