I dati di Hubble del 1999 indicano un pianeta nato dopo la morte della sua stella

Un pianeta potrebbe essersi formato dai resti di una stella morente, molto tempo dopo la nascita dei pianeti originari della stella. La prova è rimasta ignorata per oltre un quarto di secolo nell’archivio del Telescopio spaziale Hubble, sotto forma di un insieme di righe spettrali che nessuno riusciva a identificare, finché un dottorando non le ha associate al niobio.

Quel metallo non dovrebbe trovarsi lì in quantità simili. La sua presenza indica un gigante gassoso delle dimensioni di Giove, formatosi dal gas espulso da una stella nella sua ultima fase di gigante. Tutti i pianeti che conosciamo, compresa la Terra, si sono formati dai residui della nascita di una stella. Questo, invece, si sarebbe formato dai residui di una morte, e implicherebbe che la storia planetaria di una stella non debba necessariamente concludersi con la stella stessa.

La stella è HS 0209+0832, una nana bianca situata a circa 270 anni luce dalla Terra. Una nana bianca è il nucleo esposto di una stella simile al Sole, che ha consumato il proprio combustibile e disperso nello spazio gli strati esterni. Un gruppo guidato da Jamie Williams, dottorando dell’Università di Warwick nel Regno Unito, riferisce su Nature Astronomy che la nana bianca sta inghiottendo materiale diverso da qualsiasi cosa presente nel Sistema solare.

«Piuttosto che rappresentare una sorta di epilogo della storia di una stella e dei suoi pianeti, la fase di nana bianca suggerisce, alla luce di questa ricerca, che i sistemi che conosciamo siano soltanto il primo capitolo di un racconto potenzialmente molto più lungo, nel quale compaiono alcuni nuovi personaggi», ha dichiarato Williams nel comunicato ESA/Hubble.

Come uno spettro di 27 anni ha risolto il proprio caso irrisolto

Quando Hubble puntò per la prima volta verso HS 0209+0832, il suo spettrografo scompose la luce ultravioletta della stella in un arcobaleno di lunghezze d’onda. Gli atomi nell’atmosfera stellare assorbono luce a specifiche lunghezze d’onda, perciò ciascun elemento lascia il proprio disegno di righe scure. Circa 100 di quelle righe non corrispondevano a nulla nei cataloghi atomici usati dagli astronomi all’epoca.

Williams è tornato ai dati d’archivio con un database aggiornato delle transizioni atomiche e ha scoperto che il niobio spiegava molte delle righe misteriose. «Ciò che Hubble ci mostra in questo sistema di nana bianca è qualcosa che non avevamo mai osservato prima: un’elevata abbondanza dell’elemento niobio, la cui firma mi era sconosciuta quando l’ho trovata per la prima volta nei dati d’archivio», ha dichiarato.

Il gruppo ha quindi verificato una seconda registrazione indipendente. Anche il satellite ultravioletto FUSE della NASA, ormai ritirato, aveva osservato la stella e i suoi spettri mostravano la stessa forte firma del niobio. Spettri Hubble più recenti hanno completato il quadro chimico: l’atmosfera della nana bianca è ricca di zinco, rame e niobio, tutti elementi più pesanti del ferro, mentre silicio e ferro, l’ossatura dei pianeti rocciosi, risultano impoveriti.

L’ultimo tassello è arrivato da TESS della NASA, un satellite progettato per trovare pianeti osservando piccole diminuzioni della luminosità delle stelle. Nell’arco di quattro mesi ha rilevato che la nana bianca si illumina e si attenua di circa lo 0,12 per cento in un ciclo di 4,399 giorni. Il gruppo interpreta questo ritmo come il segnale di un pianeta su un’orbita stretta, a circa 6 milioni di chilometri dalla stella, approssimativamente un decimo della distanza tra Mercurio e il Sole.

Perché il niobio segna la morte di una stella, non la sua nascita

Le nane bianche ordinarie con atmosfere «inquinate» sono comuni. Da circa un quarto alla metà di esse mostra metalli che, a seconda della stella, dovrebbero essere sprofondati fuori dalla vista nell’arco di giorni o milioni di anni, e la spiegazione abituale è che stiano divorando asteroidi o pianeti frantumati. La chimica di questi detriti ha finora somigliato molto a quella dei corpi del nostro Sistema solare: molto ferro, silicio, magnesio e ossigeno.

HS 0209+0832 infrange questo schema. Gli elementi più pesanti del ferro non vengono prodotti dalla fusione che alimenta una stella per gran parte della sua vita. Molti di essi, compreso il niobio, vengono creati dal processo lento di cattura dei neutroni, che opera nelle profondità delle stelle simili al Sole durante la loro ultima fase di gigante, per poi essere portato in superficie ed espulso. «Il niobio e altri elementi più pesanti del ferro sono astronomicamente speciali perché, a differenza di molti elementi comuni, non si formano nei nuclei delle stelle attraverso la fusione termonucleare», ha detto Nicholas Stone, astrofisico teorico dell’Università del Wisconsin–Madison e membro del gruppo.

Il materiale che cade sulla stella porta dunque l’impronta digitale del gas emesso dalla stella stessa mentre moriva. Lo scenario del gruppo è che una parte di quel gas espulso si sia raccolta in un nuovo gigante gassoso mentre il resto si disperdeva. La nana bianca è ancora giovane e molto calda, con una temperatura di circa 35.000 gradi Celsius, e la sua radiazione sta facendo evaporare l’atmosfera del pianeta. Quel gas in fuga lascerebbe una scia dietro il pianeta, come la coda di una cometa, depositandosi in un disco e precipitando sulla stella: esattamente dove Hubble lo osserva.

«Quando Jamie mi ha chiesto del niobio in relazione a questo studio sono rimasto davvero sbalordito, poiché quell’elemento non era mai stato segnalato in nessun’altra nana bianca analizzata fino a oggi. Una volta capito che era presente, tutto è andato al suo posto», ha dichiarato Boris Gaensicke, astronomo di Warwick e coautore.

Il confronto con altri pianeti attorno a stelle morte

Si conosce soltanto una manciata di pianeti attorno a nane bianche. Il più noto, WD 1856+534 b, è un mondo delle dimensioni di Giove che TESS ha sorpreso a transitare davanti alla propria nana bianca ogni 1,4 giorni. Come la Terra, si ritiene sia un sopravvissuto: un pianeta di prima generazione formatosi insieme alla sua stella e finito in qualche modo vicino al residuo stellare.

I primissimi esopianeti mai confermati orbitano attorno a una pulsar, il nucleo collassato lasciato da una supernova, e una delle principali spiegazioni è che anch’essi si siano formati dai detriti successivi all’esplosione. Ma nulla nel segnale di una pulsar rivela di che cosa siano fatti quei pianeti. Nel caso di HS 0209+0832, l’argomentazione si basa sulla chimica, ed è per questo che il gruppo lo descrive come il primo candidato con la composizione prevista per un pianeta costruito dagli ejecta di una stella morente.

Il confronto guarda anche al futuro. Tra diversi miliardi di anni il Sole si espanderà trasformandosi in una gigante rossa, perderà una grande parte della sua massa e si stabilizzerà come nana bianca. Se pianeti di seconda generazione possono formarsi in quel gas espulso, il futuro del Sistema solare come sistema di nana bianca potrebbe comprendere mondi che ancora non esistono.

Ciò che lo studio non chiarisce

Il pianeta non è stato osservato direttamente. La sua presenza è dedotta da due linee di prova: la singolare chimica del gas che cade sulla stella e il ciclo di luminosità di 4,4 giorni. L’articolo lo definisce costantemente un candidato, e il segnale di TESS può essere interpretato in più di un modo. Potrebbe trattarsi del bagliore del lato diurno caldo di un pianeta che ruota entrando e uscendo dalla vista, oppure di una coda cometaria di gas in fuga che passa davanti alla stella, come osservano gli stessi autori.

L’argomento basato sulla composizione è forte, ma poggia su un unico sistema. Nessun modello spiega ancora nel dettaglio come un gigante gassoso possa raccogliersi dal deflusso di una stella morente, con quale frequenza ciò avvenga o per quanto tempo un simile pianeta sopravviva alla radiazione della nana bianca. Williams ritiene che questo probabilmente sopravvivrà, perché la stella si raffredderà e smetterà di spogliarlo della sua atmosfera. Si tratta di una previsione, non di un’osservazione.

Altre spiegazioni per i metalli devono essere escluse con ulteriori dati. Gli autori sostengono che l’elio nell’atmosfera e la quasi assenza di elementi che formano le rocce indichino l’atmosfera in fuga di un pianeta piuttosto che un asteroide frantumato, ma un secondo sistema con la stessa firma avrebbe un peso di gran lunga maggiore di qualsiasi singola misurazione.

Domande comuni sui pianeti di seconda generazione

Che cos’è un pianeta di seconda generazione?

È un pianeta che si forma attorno a un residuo stellare, come una nana bianca, a partire dal materiale che la stella ha espulso nelle fasi finali della sua vita. La Terra e gli altri pianeti del Sistema solare sono pianeti di prima generazione, creati dal gas e dalla polvere rimasti dopo la formazione del Sole.

Che cos’è una nana bianca?

Una nana bianca è il nucleo caldo e denso che rimane quando una stella come il Sole esaurisce il combustibile e perde i suoi strati esterni. Racchiude approssimativamente la massa di una stella in una sfera delle dimensioni della Terra e si raffredda lentamente nel corso di miliardi di anni.

Come può Hubble trovare un pianeta che non riesce a vedere?

Hubble ha misurato gli elementi chimici che cadono sulla nana bianca, e tali elementi corrispondevano al gas rilasciato da una stella morente piuttosto che a roccia ordinaria. Un satellite separato, TESS, ha rilevato un ciclo regolare di luminosità di 4,4 giorni che il gruppo attribuisce a un pianeta su un’orbita ravvicinata.

Il Sole formerà nuovi pianeti dopo la sua morte?

Nessuno lo sa ancora. Tra diversi miliardi di anni il Sole diventerà una nana bianca e lungo il percorso espellerà una grande parte della propria massa, quindi la materia prima esisterà. Questa scoperta suggerisce che i pianeti possano formarsi da tale materiale, ma un solo candidato non può dire con quale frequenza accada.

Perché il niobio è importante?

Il niobio è più pesante del ferro e le stelle non possono produrlo attraverso la fusione che le alimenta per la maggior parte della loro vita. Gran parte di esso viene prodotto durante l’ultima fase di gigante di una stella, quindi trovarne molto nel gas che cade su una nana bianca indica materiale proveniente da una stella morente anziché da pianeti ordinari.

Cosa succederà ora

Hubble osservò per la prima volta la stella nel 1999 e la nuova analisi è stata pubblicata su Nature Astronomy il 5 ottobre 2026, insieme a un comunicato ESA/Hubble. Williams prevede di usare Hubble nei prossimi anni per cercare altre nane bianche con la stessa chimica, il che mostrerà se HS 0209+0832 sia un caso isolato oppure il primo membro di una popolazione. Ulteriori osservazioni del suo ciclo di 4,4 giorni ad altre lunghezze d’onda potrebbero inoltre distinguere un pianeta luminoso da una coda di gas in transito.

Riferimento: Williams et al., “Discovery of a second-generation planet candidate accreting onto a white dwarf,” Nature Astronomy, 2026. DOI: 10.1038/s41550-026-02983-7

Tag: astronomia, esopianeti, Hubble, nana bianca, HS 0209+0832, TESS