Risalgono alla scuola elementare le nozioni conosciute sui pianeti del Sistema Solare, dall’ordine (Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno) alle diverse tipologie, cioè rocciosi e gassosi. I pianeti interni, più vicini al Sole – da Mercurio a Marte – sono rocciosi, mentre i pianeti esterni – da Giove a Nettuno .– sono gassosi. Questo schema generale, secondo cui i sistemi planetari si formano con pianeti rocciosi più vicini alla loro stella e pianeti gassosi più lontani, è stato comunemente osservato nell’Universo. È ciò che prevedono le attuali teorie sulla formazione dei pianeti ed è stato ampiamente confermato dalle osservazioni.
Ciò almeno finché gli scienziati non hanno osservato più da vicino il sistema planetario attorno a una stella chiamata LHS 1903 con il satellite CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) dell’ESA. Ciò che hanno appena scoperto potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione di come si formano i pianeti.
I 4 pianeti di LHS 1903
LHS 1903 è una piccola nana rossa di tipo M, più fredda e meno luminosa del nostro Sole. Thomas Wilson dell’Università di Warwick nel Regno Unito e il suo team internazionale hanno combinato diversi telescopi nello Spazio e sulla Terra per classificare 3 pianeti che avevano osservato orbitare attorno a LHS 1903. Sono riusciti a concludere che il pianeta più interno sembrava roccioso e che i due successivi erano gassosi.
Fin qui, tutto normale. È stato solo quando Wilson e i suoi colleghi stavano analizzando le osservazioni effettuate da Cheops dell’ESA che hanno scoperto qualcosa di strano: i dati mostravano un piccolo quarto pianeta, il più lontano da LHS 1903. E, osservandolo più da vicino, gli scienziati hanno scoperto con sorpresa che questo pianeta sembra essere roccioso!
“Questo rende il sistema “al contrario”, con un ordine dei pianeti roccioso-gassoso-gassoso-e poi di nuovo roccioso. I pianeti rocciosi di solito non si formano così lontano dalla loro stella“, afferma Wilson.
Le attuali teorie sulla formazione dei pianeti prevedono che i pianeti interni di un sistema siano piccoli e rocciosi perché, vicino alla stella, la radiazione è così potente da spazzare via la maggior parte del gas attorno al nucleo roccioso dei pianeti. Più lontano dalla stella, nella parte esterna di un sistema planetario, le condizioni sono abbastanza fredde da permettere l’accumulo di una densa atmosfera che porta alla formazione di pianeti gassosi.
Il responsabile scientifico del progetto Cheops dell’ESA, Maximilian Günther, è entusiasta: “Molto di ciò che riguarda la formazione e l’evoluzione dei pianeti è ancora un mistero. Trovare indizi come questo per risolvere il puzzle è esattamente ciò che Cheops è stato progettato per fare“.
Nati per essere strani?
Gli scienziati non si affrettano a dire che una teoria consolidata debba essere riconsiderata sulla base di una sola osservazione contraddittoria. Così Wilson e i suoi colleghi hanno cercato varie spiegazioni per capire perché questo insolito pianeta roccioso rompa lo schema familiare.
Il pianeta, per esempio, era stato colpito in passato da un gigantesco asteroide, cometa o altro grande oggetto che ne aveva disperso l’atmosfera? Oppure i pianeti attorno a LHS 1903 avevano scambiato posizione durante la loro evoluzione? Dopo aver testato questi scenari tramite simulazioni e calcoli dei tempi orbitali dei pianeti, il team li ha esclusi.
La loro indagine li ha invece portati a una spiegazione più intrigante: i pianeti potrebbero essersi formati uno dopo l’altro, anziché contemporaneamente. Secondo la nostra attuale comprensione, i pianeti si formano da dischi di gas e polvere (dischi protoplanetari) aggregandosi in embrioni planetari all’incirca nello stesso periodo. Questi aggregati evolvono poi in pianeti di diverse dimensioni e composizioni nel corso di milioni di anni.
Al contrario, Wilson e il suo team hanno scoperto un sistema planetario in cui la stella potrebbe aver dato origine ai suoi quattro pianeti uno dopo l’altro, invece di generarli tutti insieme. Questa idea – nota come formazione planetaria dall’interno verso l’esterno – era stata proposta circa un decennio fa, ma finora non si erano mai avute prove così forti.
Un ritardatario che sfida le aspettative
Questa conclusione comporta un’ulteriore particolarità: proprio come i fratelli più giovani crescono in un mondo diverso rispetto a quello dell’infanzia dei fratelli maggiori, questo piccolo pianeta roccioso sembra essersi evoluto e formato in un ambiente molto diverso rispetto ai pianeti “fratelli” più vecchi.
“Quando questo pianeta esterno si è formato, il sistema potrebbe aver già esaurito il gas, considerato essenziale per la formazione dei pianeti. Eppure qui abbiamo un piccolo mondo roccioso che sfida le aspettative. Sembra che abbiamo trovato la prima prova di un pianeta formatosi in quello che chiamiamo un ambiente povero di gas“, afferma Wilson.
Il piccolo mondo roccioso è o un caso isolato, oppure la prima prova di una tendenza che non avevamo ancora individuato. In ogni caso, la sua scoperta richiede una spiegazione che vada oltre le nostre consuete teorie sulla formazione dei pianeti.
Il nostro Sistema Solare come modello universale?
“Storicamente, le nostre teorie sulla formazione dei pianeti si basano su ciò che osserviamo e conosciamo del nostro Sistema Solare“, sottolinea Isabel Rebollido, attualmente ricercatrice presso l’ESA. “Man mano che osserviamo sempre più sistemi esoplanetari diversi, stiamo iniziando a rivedere queste teorie“.
Con il miglioramento dei nostri strumenti, continuiamo a scoprire sistemi planetari sempre più “strani” nell’immensità dello Spazio. Essi ci costringono a mettere in discussione la nostra comprensione e a riconsiderare le teorie consolidate sulla formazione dei pianeti. In definitiva, queste scoperte ci aiutano a capire come il nostro Sistema Solare si inserisca nella grande famiglia dei sistemi planetari diversi tra loro. Ci fanno chiedere quanto sia davvero speciale l’ordine dei pianeti che insegniamo ai nostri figli e se, forse, sia proprio il nostro Sistema Solare quello davvero insolito.
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