Non tutti i sistemi planetari sono uguali. Esistono sistemi ordinati e sistemi più caotici, e gli astronomi non hanno ancora stabilito un metodo univoco di classificazione. Una nuova proposta giunge ora da una ricerca guidata dalle Università di Berna e di Ginevra, che ha identificato quattro grandi ‘famiglie’ in cui possono essere suddivisi i sistemi planetari.
I risultati, descritti in due studi appena pubblicati su Astronomy & Astrophysics, si basano sull’analisi dei quasi 1.000 sistemi multi-planetari osservati fino ad oggi. Secondo i ricercatori, esistono quattro diverse architetture, che hanno chiamato ‘simili’, ‘ordinate’, ‘anti-ordinate’ e ‘miste’.
I sistemi planetari ‘simili’ sono quelli in cui le masse dei pianeti vicini tra loro si assomigliano: «come i piselli in un baccello», secondo l’analogia proposta da Lokesh Mishra, leader dello studio. I sistemi planetari ‘ordinati’ invece sono quelli in cui la massa dei pianeti tende ad aumentare con la distanza dalla stella. Il nostro Sistema Solare appartiene a questa categoria: i pianeti rocciosi più piccoli (come Venere, Terra e Marte) orbitano relativamente vicino alla nostra stella, mentre i giganti gassosi (come Giove, Saturno o Nettuno) si muovono su ampie orbite intorno al Sole. In altri casi, la massa dei pianeti diminuisce approssimativamente con la distanza dalla stella: si tratta dei sistemi planetari ‘anti-ordinati’. Infine ci sono i sistemi planetari ‘misti’, in cui le masse planetarie presentano grandi variazioni.
«I nostri risultati – spiega Mishra – mostrano che i sistemi planetari ‘simili’ sono il tipo di architettura più comune. Circa otto sistemi planetari su dieci in orbita intorno a stelle visibili nel cielo notturno hanno un’architettura ‘simile’».
Secondo i ricercatori, le differenze tra le quattro categorie di sistemi planetari dipendono in gran parte dalla massa del disco di gas e polvere da cui nascono i pianeti e dall’abbondanza di elementi pesanti nella stella madre. «Da dischi piuttosto piccoli e di bassa massa e da stelle con pochi elementi pesanti emergono sistemi planetari ‘simili’. Dischi grandi e massicci con molti elementi pesanti nella stella madre danno origine a sistemi ‘ordinati’ e ‘anti-ordinati’. Dai dischi di media massa emergono sistemi ‘misti’», dice Mishra.
Questa classificazione permette dunque di identificare in modo più preciso analogie e differenze dei diversi sistemi planetari, anche rispetto alla loro evoluzione nel tempo.
«Un aspetto notevole di questi risultati – commenta Yann Alibert, co-autore dello studio – è che collegano le condizioni iniziali della formazione planetaria e stellare a una proprietà misurabile: l’architettura del sistema. In mezzo ci sono miliardi di anni di evoluzione. Per la prima volta, siamo riusciti a colmare questo enorme divario temporale e a fare previsioni verificabili. Sarà emozionante vedere se reggeranno».
Immagine in apertura: Rappresentazione artistica delle quattro classi di architettura planetaria. Crediti: Nccr Planets, Tobias Stierli