Kronos (HD 240430) e la sua compagna Krios (HD240429), siste,a binario a circa 350 anni luce lontano dalla Terra. Gli astrofisici stimano che Kronos abbia consumato circa 15 masse terrestri di materiale roccioso. Crediti: STScI Digitized Sky Survey
Dopo una grande abbuffata si sparecchia e si tolgono le briciole, anche nello spazio profondo. Infatti nessuna traccia è rimasta dopo che le inquiline d’un sistema binario hanno ingurgitato l’equivalente in pianeti rocciosi di ben 15 masse terrestri. E la cosa più straordinaria è che il pieno è stato fatto da una soltanto delle due stelle: Kronos, un nome che rievoca il titano che divorò i suoi figli per paura di perdere il potere. Lo studio guidato da Semyeong Oh, ricercatrice alla Princeton Unversity, mostra come Kronos contenga una quantità insolitamente elevata di minerali presenti nelle rocce, come il magnesio, l’alluminio, il silicio, il ferro, il cromo e l’ittrio. E come al contrario siano presenti in quantità ridotta i composti volatili come l’ossigeno, il carbonio, l’azoto e il potassio. «Il caso di Kronos è già al di fuori dalla norma galattica», dice Oh, «e la presenza di un compagno stellare con il quale poter effettuare confronti aumenta l’affidabilità del risultato».
Di Kronos e Krios, questo il nome della compagna, oggi sappiamo che hanno 4 miliardi di anni, poco meno del Sole, e che sono entrambe stelle gialle di tipo G. Sul fatto che fossero davvero compagne d’uno stesso sistema binario c’erano dei dubbi, visto che orbitano l’una attorno all’altra in un tempo lunghissimo, circa 10mila anni. Jean–Louis Halbwachs dell’Osservatorio astronomico di Strasburgo le aveva definite come due stelle con un movimento sincrono tra loro.
Questo avveniva nel 1986, ma Semyeong Oh in forma del tutto autonoma le ha identificate come comoventi basandosi sui dati della missione Gaia dell’Esa. Durante un incontro tra scienziati al Flatiron Institute, un collega di Oh le suggerì di unire in un unico database i dati osservativi. John Brewer, ricercatore post dottorato della Yale University in visita presso la Columbia University, aveva usato dati dell’osservatorio di Manua Kea, Hawaii, misurando la chimica spettrografica e la velocità radiale della coppia di stelle. «John proponeva di incrociare i miei dati con i suoi», ricorda Oh, «per vedere se le stelle avevano le stesse composizioni». Le stelle binarie dovrebbero avere velocità radiali uguali, ma quest’informazione non era disponibile nel data set di Gaia. Vedere nei dati di Brewer le loro velocità coincidere fu un indizio a favore del fatto che Kronos e Krios formassero un sistema binario, sebbene distanti due anni luce. Ma a quel punto l’estrema differenza fra le loro composizioni chimiche balzò agli occhi.
«Io mi entusiasmo facilmente, così quando abbiamo verificato che avevano la stessa velocità radiale ma una chimica diverse, la mia mente ha iniziato a correre», dice Adrian Price –Whelan, ricercatore postdoc e coautore dello studio, «mentre Semyeong è più attenta e cauta». Controllati tutti i dati ed escluso l’errore, i due astronomi hanno cominciato a ipotizzare e scartare teorie: forse Kronos e Krios avevano accumulato i loro dischi planetari in tempi diversi durante la formazione stellare? O forse hanno iniziato a muoversi insieme solo di recente?
Lo scetticismo di Oh è stato superato tracciando il grafico dell’abbondanza chimica in funzione della temperatura di condensazione – la temperatura alla quale i volatili vengono condensati in solidi. Nella formazione planetaria la temperatura di condensazione gioca un ruolo chiave, perché i pianeti rocciosi tendono a formarsi dove è più caldo, mentre i giganti gassosi si formano più facilmente nelle regioni più fredde e lontane dalla loro stella. Su Kronos parevano esserci scarsità di quei minerali che solidificano al di sotto dei 1200 Kelvin, notò Oh, mentre quelli che solidificano a temperature più calde erano stranamente abbondanti. Da qui l’intuizione: «Tutti gli elementi che compongono un pianeta roccioso sono abbondanti su Kronos, al contrario di quelli volatili. Una circostanza che depone a favore d’un’abbuffata planetaria». Per la precisione, hanno calcolato Oh e colleghi, un’abbuffata a base di circa 15 pianeti rocciosi di massa pari a quella della Terra.
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo “Kronos & Krios: Evidence for accretion of a massive, rocky planetary system in a comoving pair of solar-type stars“, di Semyeong Oh, Adrian M. Price-Whelan, John M. Brewer, David W. Hogg, David N. Spergel e Justin Myles