Una stella di diamanti per il Carnevale della Chimica n.16

Questa rappresentazione del sistema Pulsar-Planet PSR J1719-1438 mostra la pulsar nel centro (punto bianco) e l’orbita della stella-pianeta compagno (tratteggiata). E’ possibile confrontare le dimensioni di questo sistema con le dimensioni del nostro Sole, in giallo. Crediti: Swinburne Astronomy Productions, Swinburne University of Technology.

Tutte le sostanze nell’universo si possono scindere in parti sempre più piccole, fino a ottenere le sostanze più semplici che si conoscono in natura, quelle che chiamiamo “elementi chimici”, come lo sono l’ossigeno, il carbonio e l’idrogeno.

Il carbonio è un elemento molto prezioso. Prezioso perchè allo stato libero si trova come diamante (e anche come grafite). La grafite, che è una sostanza nera che fonde a temperature elevatissime ed è molto utilizzata nell’industria aerospaziale.

Nel settembre 2011 tutti i giornali pubblicarono la notizia della scoperta (e della sua pubblicazione sulla rivista Science) di una ex stella che si era trasformata in un pianeta di diamante, sicuramente la “pietra” più grande del cosmo, triliardi di triliardi di carati e un diametro pari a cinque volte quello della Terra. Avrebbe fatto sicuramente la gioia delle signore. E ne avrebbe accontentate davvero parecchie…

Ma al momento ha fatto la gioia degli astronomi che sono stati sorpresi di scoprirne una. Questi astronomi sono i ricercatori del Max Planck Institut (Germania), degli Osservatori di Parkes (Australia) Lowell (Inghilterra), Keck (Hawaii) e dell’Osservatorio Astronomico di Cagliari-INAF (Italia, Sardegna). Tra i vari studiosi impegnati nella ricerca figurano Andrea Possenti, Direttore dell’Osservatorio di Cagliari dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Marta Burgay, Nichi D’Amico e Sabrina Milia dello stesso osservatorio.

La stella/pianeta, composta di diamanti, è compagna della Pulsar PSR J1719-1438 e vi ruota attorno ad una distanza di 4 mila anni luce di distanza dalla Terra nella Costellazione del Serpente. La Pulsar emette onde radio a intervalli precisi con ritmo del millisecondo, lungo un’orbita di raggio pari a quello solare e con una densità pari o superiore a quella del platino.

Le pulsar sono stelle molto particolari: di dimensioni piccolissime dell’ordine dei 20 chilometri di diametro, emettono onde radio da due poli, come se fossero dei radiofari. Esaminando la serie degli impulsi radio provenienti da PSR J1719-1438, i ricercatori hanno osservato che gli impulsi radio anticipavano e ritardavano in modo sistematico, rilevando in questo modo la presenza di un pianeta in orbita attorno alla pulsar.

La stella/pianeta percorre un’orbita circolare in circa 2 ore e 10 minuti. Tenendo conto che la distanza Sole-pianeta è di 600 000 chilometri (inferiore al raggio del nostro Sole), che la sua massa è superiore a quella del gigante Giove nel nostro sistema solare e che il raggio è minore della metà del raggio di Giove, si ha che la densità è molto più elevata di quella di oggetti con massa planetaria. Si può concludere che tale oggetto dovrebbe essere composto soprattutto di carbonio e ossigeno allo stato cristallino (e questo fa nascere l’ipotesi della struttura simile ad un diamante).

Probabilmente un tempo dovevano esistere due stelle piccole e compatte che emettevano raggi X. L’attuale pianeta, un tempo una stella estremamente massiccia, deve aver subito un fenomeno di stripping da parte della pulsar. Si stima che circa il 99,9% della sua massa iniziale deve essere stato strappata e travasata verso la pulsar in un processo, oramai concluso, che ha riaccelerato la pulsar fino a farla ruotare ad una rotazione estremamente grande: 173 giri al secondo.

Questo lavoro è stato possibile grazie ad una campagna di osservazioni compiute al Radiotelescopio Parkes in Australia di 64 metri di diametro. Fra non molto i ricercatori potranno disporre di un altro radiotelescopio estremamente importante: il Sardinia Radio Telescope, costruito vicino a Caglari, a San Basilio (e che ho avuto l’onore di visitare qualche anno fa, nel 2008, quando la base era in fase di costruzione).

E’ sicuramente un pianeta da sogno, almeno per tutte quelle signore che sognano i diamanti. E non solo…

Articolo originale: “Transformation of a Star into a Planet in a Millisecond Pulsar Binary” di M. Bailes et al., Science, Vol. 333 no. 6050 pp. 1717-1720, 23 settembre 2011, DOI: 10.1126/science.1208890. Abstract disponibile su: http://www.sciencemag.org/content/333/6050/1717.abstract
A Planet made of Diamond-Pulsar Observations reveal the Transformation of a Star into a Planet in a Millisecond Pulsar Binary http://www.mpifr-bonn.mpg.de/public/pr/pr-pulsar-august2011-en.html

Altre fonti:

INAF-Un pianeta di diamante: http://www.media.inaf.it/2011/08/25/un-pianeta-di-diamante/
Il Corriere della Sera: La stella che si è trasoformata in un pianeta di diamante- http://www.corriere.it/scienze_e_tecnologie/11_agosto_25/pianeta-diamante-caprara_0759c842-cf2e-11e0-9639-95c553466c70.shtml
La Repubblica.it: La ex stella più preziosa è un pianeta di diamante: http://www.repubblica.it/scienze/2011/08/25/news/pianeta_diamante-20874814/
Science website: http://www.sciencemag.org/

Post di lancio su Scientificiando: Carnevale della Chimica: http://www.tutto-scienze.org/2012/03/carnevale-della-chimica-16-post-di.html . Ringrazio Annarita Ruberto per la pubblicazione di questo articolo su Scientificando per il Carnevale della Chimica n. 16 su: http://www.tutto-scienze.org/ .

Sabrina