Qual è il problema con WD 1856 + 534 b?
Pochi giorni fa (settembre 2020) è stato annunciato un pianeta candidato in orbita attorno alla nana bianca WD 1856 + 534. Alcuni media lo annunciano come il primo pianeta possibile "sopravvissuto" attorno a una nana bianca, mentre altri dicono addirittura che è il primo pianeta attorno a una nana bianca . Alcuni aggiungono che, se ulteriormente confermato, (...) mostra che alcuni pianeti potrebbero sopravvivere alla distruzione delle loro stelle simili al sole . Non riesco a trovare la fonte, ma ricordo anche di aver letto un articolo in cui si diceva che l'ospite essendo un residuo stellare era ciò che rendeva questa scoperta rilevante.
Tuttavia:
- i primi esopianeti confermati (1992) orbitano attorno a un residuo stellare (PSR B1257 + 12),
- ci sono altri pianeti candidati attorno alle nane bianche, e
- non è confermato che il pianeta sia sopravvissuto alla morte della sua stella ospite (invece di essere formato o catturato in seguito).
Un altro punto saliente dato è che deve ancora essere spiegato come un simile pianeta sopravviva essendo così vicino alla sua stella, ma sappiamo che il pianeta è oltre il suo limite di Roche?
Sono perplesso: cosa rende esattamente questo pianeta così speciale / una prima volta? È solo un grado di certezza su una delle precedenti affermazioni? (Prima intorno a un WD, primo sopravvissuto.) È qualcos'altro? O è stato solo un caso di bias di recency che ha reso la scoperta più visibile?
Risposte
Affronterò le tre domande secondarie individualmente, come un modo per rispondere pienamente alla domanda del titolo.
Sebbene ci siano effettivamente tre pianeti in orbita attorno a PSR B1257 + 12, si noti che si tratta di una pulsar, il residuo compatto di un evento energetico che coinvolge il progenitore del sistema. Tuttavia, quell'evento avrebbe probabilmente distrutto tutti i pianeti che originariamente orbitavano attorno alla stella, il che significa che i tre pianeti che vediamo oggi probabilmente si sono formati in seguito (vedi ad esempio Podsiadlowski 1993 ). Al contrario, sembra che WD 1856 + 534 b potrebbe essersi formato prima che la sua stella madre diventasse una nana bianca, dopo di che la sua orbita è stata interrotta e si è spostata in un'orbita più stretta.
Mentre ci sono altri esopianeti candidati in orbita attorno a nane bianche, alcuni sono costituiti da planetesimi, asteroidi o altri detriti (ad esempio WD 1145 + 017), alcuni sono stati rilevati solo indirettamente (ad esempio WD J0914 + 1914), e alcuni vengono attivamente distrutti dalla stella (ad esempio WD 1145 + 017). D'altra parte, WD 1856 + 534 b sembra essere piuttosto stabile ed è piuttosto consistente$(M\sim10\text{-}15M_J$), probabilmente cadendo nel regime del pianeta gigante.
È certamente vero che non sappiamo che il pianeta si sia formato prima che il progenitore diventasse una nana bianca, e sicuramente non può essere escluso. Gli autori ( Vanderburg et al.2020 ) non discutono esplicitamente di un modello di cattura, ma tentano di fare una stima statistica di quanto è probabile che una stella vicina si sia avvicinata negli ultimi ~ 6 miliardi di anni, cioè da quando la stella è diventata una nana bianca:$$D\sim\left(\pi vt_{\text{cool}}n\right)^{-1/2}$$ con $v$ la velocità stellare locale media, $t_{\text{cool}}\approx5.85\;\text{Gyr}$ l'età di raffreddamento della nana bianca e $n$ la densità del numero stellare locale$^{\dagger}$. Supponendo$v\approx60\;\text{km s}^{-1}$, scoprono che negli ultimi circa 5,85 miliardi di anni, la probabilità che una stella vicina si avvicini al sistema è di circa 600 UA. Se consideriamo il modello di cattura, un incontro a quella distanza sembra improbabile che trasferisca un pianeta su un'orbita relativamente stretta.
Detto ciò . . . ovviamente non possiamo escludere quel tipo di interazione. Lo stesso vale per una serie di altri scenari proposti che richiedono "condizioni iniziali finemente sintonizzate o a priori improbabili", come Vandenburg et al. mettilo. Quindi, certo, la cattura è possibile. Presumibilmente richiederebbe un approccio abbastanza ravvicinato. Gli autori inoltre non (credo) affrontano esplicitamente l'idea di formazione dopo che la nana bianca si è evoluta fino al suo stato attuale.
Detto questo, sì, questo non è un enorme salto in un territorio inesplorato, ma sembra che abbiamo solide prove di un enorme esopianeta in un'orbita stabile e stretta attorno a una nana bianca, e dei modelli che lo coinvolgono si formano prima del l'evoluzione del progenitore in una fase di nana bianca sembra trattenere l'acqua.
$^{\dagger}$ Poiché il sistema è solo $\sim25\;\text{pc}$ di distanza, fanno ipotesi sicure sui valori utilizzando i dati di Gaia nel quartiere solare, ad es $n\approx0.1\;\text{pc}^{-3}$.