Астрономы определили четыре класса планетных систем — архитектура Солнечной системы самая редкая
Астрономы разделили все планетные системы на четыре отдельные категории в зависимости от размеров и расположения их планет. Как оказалось, архитектура нашей Солнечной системы самая редкая.
Десятилетия наблюдений, посвященных поиску миров возле звезд, отличных от нашего Солнца, на сегодняшний день дали более 5300 подтвержденных экзопланет, содержащихся в 3910 планетных системах.
Имея такое количество данных, астрономы смогли классифицировать эти планеты по разным группам на основе их характеристик — среди прочих есть скалистые планеты, газовые гиганты, суперземли, мини-нептуны и водные миры.
Но можно ли классифицировать подобным образом сами планетарные системы? И если да, то как наша Солнечная система выглядит в космическом масштабе? Ответить на эти вопросы было целью нового исследования ученых из Швейцарии, которые изучили данные из всех 853 систем, которые, как известно, содержат больше одной планеты.
На основе этого анализа астрономы определили четыре основных класса, на которые разделяются планетные системы, в зависимости от размеров и расположения их планет. Они назвали их: подобными, упорядоченными, анти-упорядоченными и смешанными (similar, ordered, anti-ordered, mixed).
Подобные системы, наиболее распространенная архитектура, — это те, в которых все планеты примерно одинакового размера — например, система TRAPPIST-1, которая содержит семь скалистых планет размером примерно с Землю.
Упорядоченные системы — это те, где внутренние планеты маленькие и каменистые, а на окраинах находятся газовые и ледяные гиганты. Наша собственная солнечная система попадает в эту группу, и ученые говорят, что это самая редкая конфигурация.
Анти-упорядоченные системы выглядят наоборот: большие планеты расположены ближе к звезде и становятся меньше по мере удаления. И, наконец, есть смешанные системы, когда планетарные массы в системе сильно различаются от планеты к планете.
Так как же планетарные системы оказываются в этих различных конфигурациях?
Как говорят исследователи, это частично зависит от начальных условий, в которых рождается система, включая массу диска пыли и газа, из которого образуются планеты, и изобилие тяжелых элементов в родительской звезде. Кроме того, конфигурации также частично зависит от динамики планет в течение жизни системы.
«Из довольно маленьких дисков с малой массой и звезд с небольшим количеством тяжелых элементов возникают «подобные» планетные системы», — сказал Локеш Мишра, ведущий автор исследования.
«Большие, массивные диски со многими тяжелыми элементами в звезде порождают более упорядоченные и анти-упорядоченные системы. Смешанные системы возникают из дисков среднего размера. Динамические взаимодействия между планетами, такие как столкновения или выбросы, влияют на окончательную архитектуру».
«Наши результаты показывают, что «подобные» планетные системы являются наиболее распространенным типом архитектуры. Около восьми из десяти планетарных систем вокруг звезд, видимых в ночном небе, имеют «подобную» архитектуру», — говорит Локеш Мишра. «Это также объясняет, почему доказательства этой архитектуры были обнаружены в первые несколько месяцев миссии Kepler».
Что удивило команду исследователей, так это то, что «упорядоченная» архитектура — та, которая также включает Солнечную систему — оказалась самым редким классом.
«Примечательным аспектом этих результатов является то, что они связывают начальные условия формирования планет и звезд с измеримым свойством: архитектурой системы. Между ними лежат миллиарды лет эволюции. Впервые нам удалось преодолеть этот огромный временной разрыв и сделать проверяемые прогнозы. Будет интересно посмотреть, подтвердятся ли они», — заключают астрономы.
Исследование было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.