Il legame genetico tra stelle e pianeti rivela due famiglie di sistemi planetari

Un team internazionale di ricerca guidato dall’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) ha scoperto che i sistemi multi-pianeta finora identificati appartengono a due distinte “famiglie”, determinate dalle proprietà delle stelle madri. Lo studio, pubblicato oggi su Nature Astronomy, dimostra per la prima volta l’esistenza di un vero e proprio “legame genetico” tra la stella e i suoi pianeti, in grado di influenzare la nascita, l’evoluzione e la stabilità del sistema planetario. La scoperta ha rivelato che le proprietà stellari, come massa e metallicità, determinano l’architettura e la dinamica dei sistemi planetari.

Due famiglie di sistemi planetari

Analizzando un campione di trecento sistemi meglio caratterizzati tra gli oltre mille noti nella Via Lattea, i ricercatori hanno scoperto che i sistemi multi-pianeta si dividono in due famiglie distinte. La prima è composta da sistemi ampi e massicci, spesso con masse totali comprese tra il doppio e dieci volte quelle del Sistema solare, che orbitano attorno a stelle più massicce e ricche di metalli. La seconda famiglia comprende sistemi compatti e a massa inferiore, con pianeti simili tra loro in una configurazione nota come “piselli in un baccello”, che orbitano attorno a stelle con massa e metallicità simili a quelle del Sole. Le stelle di massa inferiore a quella del Sole e con metallicità subsolare tendono a ospitare sistemi compatti, caratterizzati da livelli più bassi di eccitazione dinamica e da pianeti più piccoli ma più numerosi. Al contrario, le stelle più massicce, con metallicità solare o superiore, tendono a ospitare sistemi con un numero inferiore di pianeti, ma più massicci e distribuiti su orbite più ampie.

Instabilità e dinamicità

La prima famiglia mostra una maggiore eccitazione dinamica, probabilmente dovuta a instabilità gravitazionali che possono espellere alcuni dei pianeti formatisi inizialmente. Questi sistemi, spesso instabili fin dalla nascita, presentano una “temperatura dinamica” elevata, misurata tramite un parametro che quantifica lo scostamento dal sistema imperturbabile.

La maggiore abbondanza di materiale da cui formare i pianeti attorno alle loro stelle ospite fa sì che questi nascano troppo grandi, impedendo al sistema di rimanere stabile.

Al contrario, la seconda famiglia mostra tracce di dinamiche meno violente, simili a quelle del nostro Sistema solare. «La domanda fondamentale da cui siamo partiti è stata: cosa determina le caratteristiche dei sistemi planetari come li vediamo oggi? Vengono stabilite alla nascita o sono scolpite dall’evoluzione nel tempo? La verità, alla fine, si è rivelata stare nel mezzo», spiega Diego Turrini, ricercatore dell’Inaf e co-primo autore dell’articolo. La scoperta chiarisce come l’ambiente stellare nativo influisca direttamente sul destino dei pianeti e sulla sopravvivenza di mondi potenzialmente in grado di ospitare la vita. La conoscenza di questo legame genetico costituisce una chiave di lettura essenziale per orientare la ricerca di architetture planetarie simili al Sistema solare e di pianeti potenzialmente abitabili come la Terra.