La ricerca recente ha dimostrato che le variazioni nella composizione chimica delle stelle binarie sono attribuibili alle condizioni primordiali delle loro nubi di formazione, sfidando le teorie precedenti e suggerendo un processo di formazione stellare e planetaria più complesso. Si stima che fino all’85% delle stelle esista in sistemi binari, e queste coppie stellari, nascendo dalla stessa nube molecolare, condividono un’abbondanza di blocchi chimici fondamentali. Tuttavia, le loro composizioni e sistemi planetari non sono sempre identici.
Carlos Saffe dell’Istituto di Scienze Astronomiche, della Terra e dello Spazio (ICATE-CONICET) in Argentina, ha guidato il team che ha utilizzato il telescopio Gemini Sud in Cile. Con il nuovo e preciso spettrografo ottico ad alta risoluzione GHOST, il team ha studiato i diversi spettri di luce emessi da una coppia di stelle giganti, rivelando significative differenze nella loro composizione chimica. Queste misurazioni hanno mostrato che una stella presentava un’abbondanza maggiore di elementi pesanti rispetto all’altra.
Le teorie precedenti proponevano tre possibili spiegazioni per le differenze chimiche osservate tra stelle binarie. Due di queste implicavano processi che avverrebbero durante l’evoluzione delle stelle: la diffusione atomica, o la sedimentazione degli elementi chimici in strati gradienti a seconda della temperatura e della gravità superficiale di ciascuna stella; e l’inglobamento di un piccolo pianeta roccioso, che introdurrebbe variazioni chimiche nella composizione di una stella.
La terza spiegazione suggeriva che le differenze derivassero da aree di non uniformità preesistenti all’interno della nube molecolare. In termini semplici, se la nube molecolare presenta una distribuzione disomogenea di elementi chimici, le stelle nate all’interno di quella nube avranno composizioni diverse a seconda degli elementi disponibili nel luogo in cui si sono formate.
Le zone convettive profonde e fortemente turbolente delle stelle giganti osservate dal team hanno permesso di escludere due delle tre spiegazioni proposte. Il continuo mescolamento di fluido all’interno della zona convettiva renderebbe difficile la sedimentazione del materiale in strati, rendendo le stelle giganti meno sensibili agli effetti della diffusione atomica. Inoltre, lo spesso strato esterno implica che l’inglobamento planetario non modificherebbe significativamente la composizione di una stella, poiché il materiale ingerito sarebbe rapidamente diluito.
Questo lascia le inomogeneità primordiali all’interno della nube molecolare come spiegazione confermata. “Questa è la prima volta che gli astronomi sono in grado di confermare che le differenze tra stelle binarie iniziano nelle fasi più precoci della loro formazione”, ha affermato Saffe.
Le implicazioni di questo studio sono significative, offrendo una spiegazione per la diversità dei sistemi planetari osservati in stelle binarie e sfidando il concetto di tagging chimico, che utilizza la composizione chimica per identificare stelle provenienti dallo stesso ambiente. Inoltre, le differenze osservate precedentemente attribuite agli impatti planetari sulla superficie di una stella potrebbero ora essere considerate presenti fin dall’inizio della vita della stella.
“Mostrando per la prima volta che le differenze primordiali sono realmente presenti e responsabili delle differenze tra stelle gemelle, dimostriamo che la formazione di stelle e pianeti potrebbe essere più complessa di quanto inizialmente pensato”, ha concluso Saffe. “L’Universo ama la diversità!”