I pianeti attorno alle stelle di neutroni sono costituiti principalmente da carbonio, che si trasforma in diamante sotto pressione.
Scienziati della Columbia University (USA) hanno proposto una spiegazione per il meccanismo misterioso e precedentemente inspiegabile della formazione dei pianeti nei sistemi di stelle di neutroni. In base al loro modello, tutti i pianeti scoperti in precedenza in tali sistemi sono composti principalmente da diamanti. Una preprint dell'articolo in questione è disponibile sul sito web della Cornell University.
L'era della scoperta di esopianeti un quarto di secolo fa è iniziata con i pianeti pulsar - corpi in orbita attorno alle pulsar (stelle di neutroni con un campo magnetico inclinato rispetto al suo asse di rotazione). Per molto tempo gli astronomi hanno pensato che l'aspetto di corpi come la nostra Terra attorno alle pulsar fosse molto strano. Il fatto è che le stelle di neutroni compaiono dopo le esplosioni di supernova. Un evento così potente dovrebbe distruggere tutti i pianeti precedentemente disponibili per la stella o lanciarli su una distanza enorme, in modo che gli astronomi terrestri semplicemente non li notino. Come mai sono già stati scoperti interi sistemi planetari di stelle di neutroni?
I ricercatori della Columbia University hanno cercato di rispondere a questa domanda utilizzando uno scenario completamente inaspettato. Hanno modellato le interazioni a lungo termine tra una stella di neutroni e una nana bianca. Stelle come il Sole alla fine della loro vita diventano nane bianche. Mancano di massa per esplodere come una supernova e formare una stella di neutroni. Oggi, si ritiene che la maggior parte delle stelle nell'Universo dovrebbe esistere in sistemi binari, tripli o anche più grandi in termini di numero di stelle. Pertanto, in natura esiste una probabilità significativa di formazione accidentale di una stella di neutroni - coppia nana bianca. In origine erano una coppia composta da una stella simile al sole e una stella blu-bianca più massiccia.
La modellazione ha dimostrato che in circa l'uno percento dei casi, la gravità della stella di neutroni distruggerà gradualmente la nana bianca con potenti forze di marea. Tenendo conto dell'abbondanza di stelle di neutroni e nane bianche, anche l'uno per cento è sufficiente perché i pianeti pulsar siano piuttosto numerosi nella nostra Galassia.
Una stella di neutroni è molto densa: con una massa paragonabile al Sole, ha un diametro non di 1,4 milioni di chilometri, ma solo 20-25 chilometri, e quindi la gravità di un tale corpo è estremamente forte. Poiché il bordo della nana bianca più vicina ad essa sarà soggetto a un effetto gravitazionale maggiore del suo "bordo" distante, in alcuni casi il compagno neutrone distruggerà la nana, letteralmente lacerandola.
In questo caso, si forma un disco attorno alla stella di neutroni dalla materia della nana bianca da essa distrutta. Poiché quest'ultimo è una specie di "cadavere" di una stella normale, tutto il carburante per le reazioni termonucleari in esso contenuto è da tempo esaurito. Pertanto, non ci sono idrogeno e elementi leggeri. La nana è dominata dal carbonio e dall'ossigeno, i "rifiuti" delle passate reazioni nucleari all'interno della stella. Nel disco dalla sua sostanza, come mostrato dalla modellazione, è possibile la formazione di pianeti piuttosto grandi. A causa dell'assenza di elementi leggeri, non saranno giganti del gas. Ma tali corpi non sono nemmeno simili alla nostra Terra. Manca l'acqua, poco ferro e silicati. Ma ci sarà carbonio sotto la sottile crosta planetaria. A causa dell'enorme pressione degli strati esterni, assumerà la forma di diamante o lonsdaleite.
Poiché non ci saranno quasi altri elementi nella composizione di tali pianeti, il peso totale dei diamanti nella loro composizione è stimato dagli autori dell'opera essere piuttosto alto - fino a 100 ottilioni di carati (uno con 29 zeri). L'atmosfera di un simile "pianeta diamante", ricoperta di crosta di grafite, molto probabilmente non sarà troppo densa. Consisterà di monossido di carbonio (CO) e ossigeno, "eliminati" dalle molecole di monossido di carbonio dalla radiazione ionizzante nelle vicinanze della stella di neutroni.
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Va sottolineato che le radiazioni ionizzanti saranno estremamente forti. Una parte significativa dei raggi cosmici che raggiungono la superficie terrestre ci è giunta proprio in prossimità di lontane stelle di neutroni, i cui campi magnetici possono svolgere il ruolo di un acceleratore di particelle - e molto più potenti del Large Hadron Collider. La radiazione sul pianeta vicino alla stella pulsar di neutroni sarà tale che non solo le persone, ma anche l'elettronica che hanno, non resisterebbero alle condizioni locali nemmeno per un breve periodo.
