Nel nostro Sistema Solare tutto sembra essere meticolosamente ben ordinato: i pianeti rocciosi più piccoli, come Venere, Terra o Marte, orbitano relativamente vicino alla nostra stella mentre i grandi giganti gassosi e di ghiaccio, come Giove, Saturno o Nettuno, si spostano molto più lontano. Tuttavia quell’architettura apparentemente immutabile non sembra essere la regola generale.
Il contatore Web Exoplanets della NASA ha spuntato 3.921 diversi sistemi planetari finora identificati dagli astronomi. Nella maggior parte di essi le cose non funzionano come nel nostro Sistema Solare. Due studi hanno suggerito che in un certo senso il nostro sistema planetario è unico, o almeno il più raro.
Sistemi planetari, ne esistono di 4 tipi compreso il nostro che è il più raro
Per più di un decennio gli astronomi notarono, basandosi su osservazioni con l’allora innovativo telescopio Kepler, che i pianeti in altri sistemi generalmente assomigliano ai rispettivi vicini per dimensioni e massa. Tuttavia per molto tempo non è stato chiaro se questo risultato fosse dovuto ai limiti dei metodi osservativi. Non è stato dunque possibile determinare se i pianeti in qualsiasi sistema fossero abbastanza simili o fossero piuttosto diversi, come nel caso del nostro Sistema Solare. Per scoprirlo, i ricercatori hanno sviluppato un quadro per determinare le differenze e le somiglianze tra i pianeti negli stessi sistemi. E così facendo hanno scoperto che non ci sono due, ma quattro possibili architetture di sistemi planetari: simili, ordinate, antiordinate e miste. Secondo questi, i primi sono quelli in cui le masse dei pianeti vicini sono simili tra loro.
I sistemi planetari ordinati sono quelli in cui la massa dei pianeti tende ad aumentare con la distanza dalla stella, come avviene nel nostro Sistema Solare. Se la massa dei pianeti al contrario diminuisce con la distanza della stella, i ricercatori parlano di un’architettura antiordinata del sistema. Infine, ci sono architetture miste, quando le masse planetarie di un sistema variano molto da un pianeta all’altro. Ora, per la prima volta, abbiamo uno strumento per studiare i sistemi planetari nel loro insieme e confrontarli con altri sistemi. La possibilità di fare dei confronti pone dei nuovi interrogativi. I nostri risultati mostrano che i sistemi planetari ‘simili’ sono il tipo più comune di architettura. Circa otto sistemi planetari su dieci attorno alle stelle visibili nel cielo notturno hanno un’architettura simile.
La sorpresa è arrivata con l’architettura “ordinata”, che include anche il nostro sistema solare, che sembra essere il tipo più raro. Ci sono indizi che sia la massa del disco di gas e polvere da cui emergono i pianeti, sia l’abbondanza di elementi pesanti nella rispettiva stella giochino un ruolo nel determinare l’architettura di un sistema solare. Dischi grandi e massicci con molti elementi pesanti nella stella danno origine a sistemi più ordinati e anti-ordinati. E i sistemi misti derivano da dischi di medie dimensioni. Anche le interazioni dinamiche tra i pianeti, come le collisioni o le espulsioni, influenzano l’architettura finale. Per la prima volta, si è riusciti a colmare questo enorme divario temporale e a fare previsioni verificabili. Sarà emozionante vedere se si realizzeranno.
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