Brilla di verde chartreuse, completamente naturale proprio come il noto liquore francese, la nana bianca WD J1330+6435. A darle questo colore, però, non sono erbe, fiori, radici o spezie, ma un’atmosfera ricca di calcio, litio e sodio – elementi che la stella avrebbe rubato al proprio sistema planetario, opportunamente stimolati dai 4000 gradi della sua fotosfera. Secondo un nuovo studio dell’Università di Warwick, però, se ne potrebbero vedere di tutti i colori, di nane bianche. Rosa, viola, giallo, ma anche azzurro e verde. Colori che le comuni stelle non possono assumere e che, statisticamente, caratterizzerebbero una nana bianca su trenta. I risultati sono stati pubblicati ieri su RAS Techniques and Instruments.

Immagini simulate con colori realistici di nane bianche. Pannelli in alto a sinistra: Sirio B è la nana bianca più vicina al Sistema Solare, con un’atmosfera calda a base di idrogeno che le conferisce un colore azzurro pallido. WD J1147-7449 è invece tra le nane bianche vicine più fredde, il che le conferisce uno spettro privo di caratteristiche distintive e un aspetto arancione. Pannelli in alto a destra: gli involucri convettivi di queste nane bianche fredde hanno trasportato il carbonio dai loro nuclei verso le loro dense atmosfere dominate dall’elio, formando molecole di carbonio biatomiche che danno origine a varie sfumature di rosa. Pannelli in basso: l’accrescimento di detriti rocciosi provenienti dai sistemi planetari delle nane bianche arricchisce le loro fredde atmosfere di elio con elementi quali calcio, magnesio e sodio. Le diverse quantità e composizioni del materiale accresciuto e le temperature delle nane bianche consentono una vasta gamma di colori, compreso il verde. In realtà tutte le stelle sarebbero molti milioni di volte più luminose di quanto sia possibile mostrare sullo schermo. Crediti: Mark Hollands/Università di Warwick

Le stelle “normali”, quelle che si trovano nella sequenza principale, appaiono ai nostri occhi di un colore che dipende unicamente dalla temperatura della loro fotosfera. Gli astronomi le hanno divise in sette tipi spettrali, con colori che vanno dal bianco-blu nelle più calde, al giallo nelle stelle come il Sole, fino al rosso nelle stelle più fredde. Si pensava che anche le nane bianche, densi resti lasciati dalle stelle simili al Sole al termine della loro vita, seguissero la stessa regola. Devono il loro nome al fatto che i primi esemplari individuati erano sorprendentemente caldi e brillavano di luce bianca o azzurro pallido. Ma, secondo gli autori del nuovo studio, se potessimo osservarle da vicino, alcune brillerebbero di colori come il verde, il rosa, il ciano, il giallo e il viola.

«La maggior parte delle stelle, comprese quasi tutte le nane bianche, si comporta come un “radiatore perfetto”, perciò il loro colore dipende quasi interamente dalla temperatura. Ma nessuno aveva davvero approfondito quali altre possibilità potessero esistere per le nane bianche», spiega Mark Hollands, ricercatore del programma Warwick Prize Fellow nel gruppo di astronomia e astrofisica dell’Università di Warwick, primo autore dello studio. «A quanto pare, queste stelle incredibilmente dense possono produrre colori che nessuno si aspettava, e alcuni mi hanno davvero sorpreso».

In verità, nessuna nana bianca è abbastanza vicina alla Terra da consentirci di osservarne direttamente il colore, come facciamo con le altre stelle. Se in una notte serena guardiamo Betelgeuse, la famosa supergigante rossa nella costellazione di Orione, non avremo dubbi sul fatto che appare rossa. Per capire di che colore vedremmo una nana bianca, invece, bisogna partire dal suo spettro di luce. Così facendo, i ricercatori hanno scoperto che i colori di questi corpi celesti si distribuiscono in gruppi distinti, e che a creare le stranezze cromatiche sarebbe la loro atmosfera. O meglio, la sua densità. Le atmosfere delle nane bianche più fredde possono infatti raggiungere una densità di circa un grammo per centimetro cubo, paragonabile a quella dell’acqua e milioni di volte superiore a quella della fotosfera del Sole, ad esempio. In queste condizioni, gli elementi chimici presenti – anche se soltanto in tracce –, come carbonio, calcio e sodio, interagiscono con il plasma denso di elio circostante e assorbono la luce in una gamma di colori più ampia rispetto a quanto accade a densità inferiori. Questo altera il colore della stella, allontanandolo dal bianco, dall’arancione e dall’azzurro tipici di un radiatore perfetto.

Stella verde: la fredda nana bianca WD J1330+6435 ha accumulato nella propria atmosfera materiale roccioso ricco di sodio proveniente dal proprio sistema planetario. L’immensa densità atmosferica fa sì che il sodio assorba la luce in un ampio intervallo di lunghezze d’onda gialle, arancioni e rosse, conferendo a WD J1330+6435 un aspetto spettrale di colore verde. Stella rosa: La nana bianca fredda WD J0902+2010 presenta una profonda zona di convezione all’interno del proprio involucro esterno dominato dall’elio. La zona di convezione ha raggiunto il nucleo della nana bianca, portando il carbonio interno in superficie e formando molecole di carbonio. Queste molecole di carbonio assorbono fortemente la luce in tutto lo spettro ottico, comprese le lunghezze d’onda blu, verdi e gialle, facendo sì che WD J0902+2010 appaia rosa all’occhio umano. Crediti: Mark A. Garlick/Università di Warwick

L’esempio più sorprendente è proprio WD J1330+6435, una nana bianca con una temperatura di circa 4000 gradi Celsius che ha accumulato materiale roccioso proveniente dal proprio sistema planetario. Questo processo ha arricchito la sua atmosfera di calcio, litio e sodio, conferendole, secondo i modelli elaborati dal gruppo, un aspetto verde chartreuse. A risultare determinante sarebbero, in particolare, le tracce di sodio, che assorbono la componente arancione dello spettro, lasciando passare quella verde-gialla. Per quanto ne sappiano i ricercatori, non è mai stata documentata in modo attendibile alcuna altra stella, viva o morta, che appaia verde. All’estremo opposto – non me ne vogliano i daltonici – si fa notare WD J1011+2845, la stella più rossa mai registrata. Si tratta di una nana bianca relativamente vicina, a soli  48 anni luce dalla Terra, che possiede una profonda zona convettiva che ha portato in superficie carbonio proveniente dal nucleo. Le molecole di carbonio così emerse sono in grado di concentrare tutta la luce stellare a lunghezze d’onda superiori a 600 nanometri, producendo un intenso bagliore rosa salmone, che non ha eguali tra le stelle ordinarie.

Terminiamo con un po’ di statistica, per non far passare l’idea che tutte le nane bianche là fuori siano, riprendendo il titolo dell’articolo scientifico, “any colour you like“. Analizzando un campione rappresentativo di 151 nane bianche locali vicine alla Terra (entro un raggio di circa 65 anni luce), i ricercatori ne hanno trovate solo cinque con una colorazione insolita: due gialle e tre rosa. Una frazione di circa una su trenta. Delle altre 146 stelle hanno misurato la temperatura di colore, trovando una mediana di circa 6800 K, una temperatura che l’occhio umano percepisce come luce bianca. E che corregge l’idea finora diffusa secondo cui le nane bianche siano generalmente di colore blu. Concludendo, nonostante gli autori ci tengano a sottolineare che il numero di nane bianche colorate nell’universo (considerata la numerosità di questi oggetti stellari) sia elevato, possiamo affermare, con una punta di sollievo, nomen omen.

Per saperne di più:

• Leggi su RAS Techniques and Instruments l’articolo “Any colour you like: the diverse chromaticities of white dwarfs“, di Mark A Hollands , Boris T Gänsicke , Pier-Emmanuel Tremblay e Detlev Koester

La missione Martian Moons eXploration (Mmx) è pronta a partire a bordo di un razzo H3 dal Tanegashima Space Center, in Giappone, alle 4:41 ora locale del 20 ottobre 2026 (in Italia, le 21:41 del 19 ottobre 2026). Mmx – una missione guidata dalla Japan Aerospace Exploration Agency (Jaxa), in collaborazione con la Nasa, l’agenzia spaziale francese (Cnes), il Centro aerospaziale tedesco (Dlr) e l’Agenzia spaziale europea (Esa) – sarà la prima a raccogliere un campione dalla luna marziana Phobos e a riportarlo sulla Terra.

Marte ha due lune: Phobos (“paura” in lingua greca, con diametro medio di 22,2 km e massa circa un milionesimo di quella della Luna) e Deimos (“terrore” in lingua greca, con diametro medio di 12,4 km e quasi dieci volte più leggero di Phobos). Nonostante il gran numero di missioni inviate verso il Pianeta rosso, le sue lune rimangono ancora pressoché inesplorate e sollevano ancora grandi interrogativi su come si siano formate e sulla loro composizione. Nessun veicolo spaziale ha mai sostato a lungo nelle loro vicinanze, e le conoscenze raccolte finora si basano essenzialmente su ciò che è stato possibile osservare durante alcuni sorvoli.

Infografica in stile fumetto intitolata «La missione Martian Moons eXploration (Mmx)». I riquadri illustrano le diverse fasi della missione: «Ottobre 2026», Mmx parte dal Tanegashima Space Center, in Giappone; «Agosto 2027», Mmx entra in orbita attorno a Marte; «Settembre 2027», Mmx entra in orbita attorno a Phobos; Mmx osserva Marte dall’orbita, individuando il sito di atterraggio del rover e i siti di campionamento; la sonda principale di Mmx rilascia il rover Idefix, che atterra su Phobos; Mmx raccoglie campioni da Phobos, di due tipi diversi e da due zone differenti della luna; «Novembre 2030», il modulo di ritorno di Mmx inizia il viaggio verso la Terra, sorvolando Deimos e Marte lungo il percorso; «2031», Mmx raggiunge la Terra e rilascia la capsula per il ritorno dei campioni, che atterra nella Woomera Prohibited Area, in Australia; i campioni di Phobos vengono estratti e catalogati, pronti per le indagini scientifiche. Nei decenni a venire, gli scienziati studieranno questi campioni per rispondere a domande come: «Da dove provengono le lune di Marte?», «Che cosa possono rivelarci sull’abitabilità nel Sistema solare?» e «Come sono cambiati Marte e il suo ambiente nel corso del tempo?». Crediti: Esa

Non conosciamo, ad esempio, la loro origine. Potrebbero essere asteroidi catturati dall’attrazione gravitazionale di Marte e rimasti in orbita attorno al pianeta, oppure i resti dei detriti scagliati in orbita in seguito a una gigantesca collisione sulla superficie marziana. Per scoprirlo, Mmx sarà il primo veicolo spaziale a orbitare attorno a Phobos, seguendo un’orbita di tipo “quasi-satellite”, e il primo a raccogliere campioni dalla superficie di una luna diversa dalla nostra. Per consentire l’atterraggio, le manovre e la raccolta robotizzata dei campioni (circa 10 grammi, secondo i piani) nella gravità estremamente ridotta di Phobos, sono state sviluppate tecnologie specifiche.

Mmx impiegherà circa un anno per raggiungere Marte. L’ingresso in orbita attorno al Pianeta rosso è previsto per agosto 2027, mentre l’inizio delle operazioni in orbita attorno a Phobos è previsto a partire da settembre dello stesso anno. Dopo aver studiato Phobos (e Deimos) a distanza, all’inizio del 2029 Mmx rilascerà un rover chiamato Idefix, per poi atterrare essa stessa sulla superficie della luna per raccoglierne i campioni. La missione è dotata complessivamente di 11 strumenti scientifici: sette a bordo della sonda principale e quattro sul rover. La sonda principale è inoltre dotata di un monitor per le radiazioni, due fotocamere ad alta risoluzione e due diversi dispositivi per il campionamento: una carotatrice, che consentirà di raccogliere campioni fino a una profondità di due centimetri, e un campionatore pneumatico, che utilizza gas pressurizzato per sollevare il materiale dalla superficie e convogliarlo in un contenitore. Il rover Idefix, del peso di 25 kg, ha due compiti principali: fornire informazioni utili a preparare l’atterraggio della sonda principale per la raccolta dei campioni e analizzare la composizione e la consistenza della superficie di Phobos. La gravità su questa luna è così debole che, sulla sua superficie, Idefix peserà l’equivalente di appena 15 grammi.

Una volta raggiunto Marte, Mmx potrà anche contare sul supporto di una vera veterana del Pianeta rosso: la sonda Mars Express dell’Esa, operativa dal 2003. L’atterraggio della sonda principale su Phobos per la raccolta dei campioni è previsto per il 2030: il materiale raccolto verrà inserito in un modulo di rientro destinato al viaggio verso la Terra. Il modulo raggiungerà il nostro pianeta nel 2031 e rilascerà una capsula contenente almeno dieci grammi di materiale proveniente da Phobos. La capsula ha un diametro di circa 60 centimetri ed è dotata di uno scudo termico che le permetterà di resistere al rientro nell’atmosfera terrestre. Atterrerà in Australia e verrà trasferita subito all’Istituto di scienze spaziali e astronautiche (Isas) della Jaxa, a Sagamihara, vicino a Tokyo. Qui verrà smontata all’interno di un laboratorio specializzato e i campioni saranno estratti, catalogati e messi a disposizione per le indagini scientifiche. A poterli analizzare, ci sono anche gli scienziati europei: L’Esa sta infatti collaborando con Cnes, Dlr e Jaxa per pubblicare bandi che consentano ai ricercatori di candidarsi a studiare il materiale raccolto.

«Portare i campioni nei nostri laboratori più sofisticati sulla Terra moltiplica le possibilità di fare nuove scoperte, perché i nostri strumenti più precisi sono troppo grandi, complessi o sensibili per essere inviati nello spazio», dice Elliot Sefton-Nash, Project Scientist della missione Mmx all’Esa. «Anche dopo la conclusione della missione, le generazioni future di scienziati potranno studiare i campioni di Phobos con strumenti ancora più avanzati: i campioni riportati sulla Terra sono un dono che continua a dare i suoi frutti».

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