Sistemi planetari: cosa sono, come si formano e quanti sono

Che cosa si intende per sistema planetario?

Un sistema planetario è un insieme di corpi celesti che orbitano attorno a una stella, solitamente chiamata “stella madre” o “stella centrale”.

Questi corpi celesti includono pianeti, satelliti naturali, asteroidi, comete e altri oggetti spaziali che sono vincolati alla gravità della stella e seguono orbite attorno ad essa. La formazione di un sistema planetario è legata alla nascita di una stella stessa. Si ritiene che i sistemi planetari si formino a partire da una nebulosa, una grande nube di gas e polveri presenti nello spazio interstellare.

Quando una nebulosa si contrae sotto l’effetto della gravità, la materia si concentra al centro e forma una protostella, una giovane stella in via di formazione. Attorno a questa protostella, il materiale rimanente nella nebulosa inizia ad aggregarsi e ad accrescersi attraverso processi di collisione e attrazione gravitazionale.

Durante questo processo di accrescimento, le particelle di gas e polveri si aggregano in grumi più grandi chiamati planetesimi.

I planetesimi possono fondersi ulteriormente formando protopianeti, che sono corpi celesti in via di formazione che si stanno lentamente evolvendo in pianeti completi. Attraverso processi di collisione, accrescimento e assimilazione di materiale, i protopianeti si sviluppano nel corso di milioni di anni fino a diventare pianeti definitivi.

Un sistema planetario può comprendere diversi pianeti di varie dimensioni, che possono avere orbite di forme e dimensioni diverse attorno alla stella centrale. Alcuni sistemi planetari potrebbero avere anche pianeti extrasolari, noti come esopianeti, che orbitano attorno a stelle diverse dal nostro Sole. L’importanza dello studio dei sistemi planetari risiede nel fatto che ci forniscono preziose informazioni sulla formazione e l’evoluzione delle stelle e dei pianeti. Osservando e studiando i sistemi planetari, gli scienziati possono ottenere indizi sulla composizione dei pianeti, sulle loro atmosfere, sulla presenza di acqua o altre sostanze chimiche, nonché sulle possibilità di ospitare vita come la conosciamo.

Sistemi planetari: ecco come si formano

I sistemi planetari si formano attraverso un processo chiamato accrescimento protoplanetario, che coinvolge la formazione e l’evoluzione dei pianeti all’interno di una nebulosa. Una nebulosa è una vasta nube di gas e polveri presenti nello spazio interstellare, costituita principalmente da idrogeno e elio, insieme ad altre tracce di elementi.

Il processo di formazione di un sistema planetario inizia con una nebulosa che subisce una contrazione gravitazionale.

Ciò può essere innescato da vari eventi, come l’esplosione di una supernova o l’interazione con onde d’urto provenienti da una stella vicina. Quando la nebulosa si contrae, aumenta la sua densità e la gravità inizia a giocare un ruolo determinante.

La forza gravitazionale causa l’attrazione dei gas e delle particelle di polvere presenti nella nebulosa verso il centro, formando un oggetto centrale chiamato protostella. Nel frattempo, le particelle di polvere iniziano ad agglomerarsi e ad attirarsi reciprocamente attraverso forze di gravità e collisioni casuali. Questo processo di aggregazione delle particelle di polvere porta alla formazione dei planetesimi, che sono aggregati di materiale solido con dimensioni variabili, che possono andare dalle dimensioni di granelli di sabbia alle dimensioni di lune o asteroidi.

I planetesimi continuano a crescere accrescendo ulteriormente materia circostante attraverso impatti e fusioni.

Le collisioni tra i planetesimi portano alla formazione di corpi sempre più grandi, noti come protopianeti. Questi protopianeti sono ancora in fase di formazione e la loro massa continua ad aumentare attraverso l’accumulo di materiale circostante.

Nel corso di milioni di anni, i protopianeti possono raggiungere dimensioni simili a quelle dei pianeti attuali. Una volta che i protopianeti hanno raggiunto una massa sufficiente, la loro gravità diventa abbastanza forte da influenzare l’ambiente circostante.

Questo può portare all’acquisizione di gas e altre sostanze dalla nebulosa circostante, creando una sorta di atmosfera planetaria. Alla fine, i protopianeti completano il loro processo di formazione e diventano pianeti veri e propri.

È importante sottolineare che il processo di formazione dei sistemi planetari non è un evento lineare e uniforme.

Ci possono essere interruzioni o cambiamenti nel processo a causa di fenomeni come collisioni catastrofiche tra corpi celesti, interazioni gravitazionali con altre stelle o effetti di marea causati da oggetti massicci. Questi eventi possono influenzare la composizione, l’orbita e la struttura dei pianeti all’interno del sistema planetario.

Quanti sono i sistemi planetari?

Non è possibile determinare il numero esatto di sistemi planetari presenti nell’universo poiché la nostra capacità di rilevare e studiare i sistemi planetari al di fuori del nostro sistema solare è ancora limitata. Tuttavia, finora sono state scoperte migliaia di esopianeti (pianeti che orbitano attorno ad altre stelle) confermando che i sistemi planetari sono piuttosto comuni nell’universo.

Le missioni spaziali come il telescopio spaziale Kepler e il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hanno svolto un ruolo fondamentale nella scoperta e nell’individuazione di numerosi esopianeti.

Attraverso il metodo del transito, che consiste nell’osservare la diminuzione periodica della luminosità di una stella causata dal passaggio di un pianeta davanti ad essa, sono stati scoperti pianeti in diverse configurazioni e dimensioni.

Inoltre, sono state effettuate scoperte anche attraverso altri metodi di rilevazione come la velocità radiale (misurazione della variazione nella velocità di una stella causata dall’attrazione gravitazionale di un pianeta) e l’imaging diretto (ottenere immagini dirette dei pianeti).

Ogni anno, con il progresso tecnologico e nuove missioni, il numero di sistemi planetari noti continua ad aumentare.

È importante sottolineare che la maggior parte dei sistemi planetari scoperti fino ad ora sono stati individuati mediante metodi indiretti che rilevano gli effetti gravitazionali o luminosi dei pianeti sui loro sistemi stellari. Pertanto, è possibile che ci siano molti altri sistemi planetari ancora da scoprire, compresi quelli con pianeti di dimensioni simili alla Terra che potrebbero ospitare condizioni favorevoli per la vita.

Sistemi planetari: scopriamo le 4 tipologie

Esistono diverse tipologie di sistemi planetari, che possono essere classificati in base alle loro caratteristiche.

Ecco, dunque, le quattro principali tipologie:

• Sistemi planetari simili: Questi sistemi sono simili al nostro sistema solare, con una stella centrale che ha pianeti orbitanti attorno ad essa. I pianeti possono avere orbite circolari o ellittiche e possono variare in dimensione e composizione. Il nostro sistema solare è un esempio di sistema planetario simile;
• Sistemi planetari misti: Questi sistemi presentano una combinazione di pianeti rocciosi e gassosi. Possono avere pianeti interni simili alla Terra e pianeti esterni simili ai giganti gassosi come Giove e Saturno;
• Sistemi planetari anti-ordinati: In questi sistemi, i pianeti hanno orbite eccentriche e inclinate rispetto al piano orbitale della stella. Questi sistemi sono caratterizzati da un’organizzazione non convenzionale delle orbite dei pianeti;
• Sistemi planetari ordinati: Questi sistemi presentano una struttura altamente organizzata,con pianeti che seguono orbite regolari e ben allineate rispetto al piano orbitale della stella. Questi sistemi sono caratterizzati da una disposizione ordinata e stabile dei pianeti.