AGI - Il Sole potrebbe aver inghiottito durante la sua giovinezza una super-Terra con una massa compresa tra cinque e dieci volte quella del nostro pianeta, conservando ancora oggi al proprio interno le “impronte” chimiche e strutturali di quell’antico evento. È lo scenario emerso dai modelli elaborati da Mutlu Yildiz, della Ege University in Turchia, che ha confrontato differenti ricostruzioni dell’evoluzione solare con precise osservazioni della struttura interna della nostra stella.
I risultati, pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, indicano che l’ingestione di un pianeta di quelle dimensioni potrebbe contribuire a spiegare contemporaneamente alcune discrepanze di lunga data tra i modelli solari standard e le osservazioni eliosismiche, oltre alla forte scarsità di litio osservata sulla superficie del Sole. Lo studio propone uno scenario modellistico e non dimostra che il pianeta sia stato effettivamente inghiottito. “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 Yildiz.
L’ipotesi nasce da alcuni problemi che da anni interessano i modelli utilizzati per ricostruire l’evoluzione della nostra stella. I modelli solari basati sulla fisica standard dell’evoluzione stellare hanno difficoltà a riprodurre contemporaneamente alcune osservazioni eliosismiche, in particolare la struttura della velocità del suono immediatamente sotto la zona convettiva e la profondità della stessa zona convettiva solare. A questo si aggiunge un’altra caratteristica: la superficie del Sole presenta una forte e ben conosciuta riduzione dell’abbondanza di litio.
“Ci siamo chiesti se questi problemi potessero avere un’origine comune nella storia chimica iniziale del Sole”, ha spiegato Yildiz. Durante le prime fasi della loro esistenza, le stelle giovani sono circondate da dischi protoplanetari, all’interno dei quali grandi quantità di materia possono spostarsi tra il disco e la stella. I pianeti, però, sono costituiti da materiale chimicamente differente rispetto al gas presente nel disco. Da qui l’ipotesi che l’ingestione di un pianeta durante la giovinezza del Sole possa averne modificato la composizione e lasciato una firma ancora osservabile miliardi di anni più tardi.
Per verificare questa possibilità, i ricercatori hanno utilizzato il codice di evoluzione stellare MESA, sperimentando differenti storie di accrescimento di materia da parte del giovane Sole. I modelli ottenuti sono stati confrontati con i vincoli forniti dall’eliosismologia e con le abbondanze chimiche osservate sulla superficie solare. Sono state inoltre messe alla prova spiegazioni alternative, modificando nei modelli l’equazione di stato, l’opacità e differenti modalità di mescolamento turbolento e convettivo.
Il confronto ha favorito uno scenario specifico: quello nel quale il giovane Sole avrebbe inglobato una super-Terra con una massa compresa approssimativamente 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 detto Yildiz. “È stato uno dei risultati più interessanti dello studio”.
Il risultato apre così alla possibilità più generale che pianeti ormai scomparsi possano essere individuati indirettamente attraverso le tracce lasciate all’interno delle stelle che li hanno inglobati. L’ipotesi potrebbe inoltre collegarsi a una particolarità del Sistema solare. In numerosi altri sistemi planetari sono state osservate grandi super-Terre, mentre nel nostro Sistema solare non ne esistono.
Lo studio richiama a questo proposito un precedente lavoro teorico del 2016, nel quale era stata proposta la possibilità che una o più super-Terre si fossero formate all’interno dell’attuale orbita di Mercurio e successivamente fossero migrate verso l’interno attraverso il disco di gas, fino a poter precipitare nel giovane Sole. Quel lavoro indicava un possibile percorso attraverso il quale un pianeta avrebbe potuto essere inghiottito, ma non richiedeva che un simile evento fosse effettivamente avvenuto. “Il lavoro precedente proponeva che una super-Terra potesse essersi formata e successivamente essere migrata nel giovane Sole”, ha spiegato Yildiz. “Il nostro articolo si chiede se il Sole stesso possa conservare ancora oggi prove osservabili del fatto che una simile ingestione sia realmente avvenuta, e riteniamo che sia possibile”.
La presenza di queste impronte non costituisce però una prova definitiva che il Sole abbia divorato un pianeta. Per rafforzare l’ipotesi sarà necessario identificare indipendentemente le firme strutturali e chimiche previste dai modelli attraverso osservazioni eliosismiche o altri metodi. “Potrebbe non essere possibile dimostrare definitivamente che il Sole abbia inghiottito un pianeta”, ha precisato Yildiz, ma l’identificazione indipendente della firma prevista fornirebbe una forte evidenza di un evento avvenuto miliardi di anni fa. “Il prossimo passo”, ha concluso, “è vedere se queste impronte possono essere rilevate in modo indipendente”.