Ecco come si dispongono i mondi alieni nei sistemi extrasolari

 

 

Ricercatori delle Università di Berna e Ginevra hanno dimostrato per la prima volta che esistono quattro tipi di sistemi planetari.

 

 

Nel nostro sistema solare, tutto sembra essere in ordine: i pianeti rocciosi più piccoli, come Venere, Terra o Marte, orbitano relativamente vicino alla nostra stella.

I grandi giganti gassosi e ghiacciati, come Giove, Saturno o Nettuno, d’altra parte, si muovono in ampie orbite attorno al sole.

In due studi pubblicati sulla rivista scientifica Astronomy & Astrophysics, i ricercatori delle Università di Berna e Ginevra e del Centro nazionale di competenza nella ricerca (NCCR) PlanetS dimostrano che il nostro sistema planetario è piuttosto unico in questo senso.

“Più di un decennio fa, gli astronomi hanno notato, sulla base di osservazioni con l’allora rivoluzionario telescopio Kepler, che i pianeti in altri sistemi di solito assomigliano ai loro rispettivi vicini per dimensioni e massa – come i piselli in un baccello”, afferma l’autore principale dello studio Lokesh Mishra, ricercatore presso l’Università di Berna e Ginevra, così come il NCCR PlanetS.

Ma per molto tempo non è stato chiaro se questa scoperta fosse dovuta a limitazioni dei metodi osservativi. “Non è stato possibile determinare se i pianeti in ogni singolo sistema fossero abbastanza simili da rientrare nella classe dei sistemi ‘piselli in un baccello’, o se fossero piuttosto diversi, proprio come nel nostro sistema solare”, dice Mishra.

Pertanto, il ricercatore ha sviluppato un quadro per determinare le differenze e le somiglianze tra i pianeti degli stessi sistemi. E così facendo, ha scoperto che non ci sono due, ma quattro architetture di sistema di questo tipo.

“Chiamiamo queste quattro classi ‘simili’, ‘ordinate’, ‘anti-ordinate’ e ‘miste'”, afferma Mishra. I sistemi planetari in cui le masse dei pianeti vicini sono simili tra loro, hanno un’architettura simile.

I sistemi planetari ordinati sono quelli in cui la massa dei pianeti tende ad aumentare con la distanza dalla stella, proprio come nel nostro sistema solare.

Se invece la massa dei pianeti diminuisce approssimativamente con la distanza dalla stella, i ricercatori parlano di un’architettura anti-ordinata del sistema.

E le architetture miste si verificano, quando le masse planetarie in un sistema variano notevolmente da pianeta a pianeta.

“Questo quadro può essere applicato anche a qualsiasi altra misurazione, come raggio, densità o frazioni d’acqua”, afferma il coautore dello studio Yann Alibert, professore di scienze planetarie presso l’Università di Berna e il NCCR PlanetS.

“Ora, per la prima volta, abbiamo uno strumento per studiare i sistemi planetari nel loro insieme e confrontarli con altri sistemi”.

I risultati sollevano anche domande: quale architettura è la più comune? Quali fattori controllano l’emergere di un tipo di architettura? Quali fattori non giocano? Alcuni di questi, i ricercatori possono rispondere.

“I nostri risultati mostrano che sistemi planetari ‘simili’ sono il tipo più comune di architettura. Circa otto sistemi planetari su dieci attorno a stelle visibili nel cielo notturno hanno un’architettura ‘simile'”, dice Mishra.

“Questo spiega anche perché le prove di questa architettura sono state trovate nei primi mesi della missione Kepler”. Ciò che ha sorpreso il team è che l’architettura “ordinata” – quella che include anche il sistema solare – sembra essere la classe più rara.

Secondo Mishra, ci sono indicazioni che sia la massa del disco di gas e polvere da cui emergono i pianeti, sia l’abbondanza di elementi pesanti nella rispettiva stella giocano un ruolo.

“Da dischi piuttosto piccoli, di piccola massa e stelle con pochi elementi pesanti, emergono sistemi planetari ‘simili’. Dischi grandi e massicci con molti elementi pesanti nella stella danno origine a sistemi più ordinati e anti-ordinati. I sistemi misti emergono da dischi di medie dimensioni. Le interazioni dinamiche tra i pianeti, come collisioni o espulsioni, influenzano l’architettura finale”, spiega Mishra.

“Un aspetto notevole di questi risultati è che collega le condizioni iniziali della formazione planetaria e stellare a una proprietà misurabile: l’architettura del sistema. Miliardi di anni di evoluzione si trovano tra di loro. Per la prima volta, siamo riusciti a colmare questo enorme divario temporale e a fare previsioni verificabili. Sarà emozionante vedere se reggeranno”, conclude Alibert.

Immagine:  NCCR PlanetS, Illustration: Tobias Stierli