Астрономы выделили 4 типа планетных систем
В нашей Солнечной системе, кажется, все в порядке: небольшие скалистые планеты, такие как Венера, Земля или Марс, вращаются относительно близко к нашей звезде, а крупные газовые и ледяные гиганты, такие как Юпитер, Сатурн или Нептун, движутся по широким орбитам вокруг Солнца.
В двух исследованиях, опубликованных в журнале Astronomy & Astrophysics, ученые из университетов Берна и Женевы и Национального центра компетенций в области исследований планет (NCCR) показывают, что наша планетная система совершенно уникальна в этом отношении.
«Более десяти лет назад астрономы заметили, основываясь на наблюдениях с помощью новаторского в то время телескопа «Кеплер», что планеты в других системах по размеру и массе обычно напоминают своих соответствующих соседей — как горошины в стручке», – сказал ведущий автор исследования Локеш Мишра. Но долгое время было неясно, было ли это открытие связано с ограничениями методов наблюдений.
«Было невозможно определить, были ли планеты в какой-либо отдельной системе достаточно похожи, чтобы попасть в класс систем «горошины в стручке», или же они были довольно разными — точно так же, как в нашей Солнечной системе», – отметил Миштра.
Поэтому исследователь разработал систему для определения различий и сходств между планетами одних и тех же систем. И при этом он обнаружил, что существует не две, а четыре системные архитектуры.
«Мы называем эти четыре класса «похожими», «упорядоченными», «антиупорядоченными» и «смешанными»», – объяснил Мишра.
Планетные системы, в которых массы соседних планет похожи друг на друга, имеют схожую архитектуру. Упорядоченные планетные системы — это те, в которых масса планет имеет тенденцию увеличиваться с удалением от звезды – точно так же, как в Солнечной системе. Если, с другой стороны, масса планет примерно уменьшается с удалением от звезды, исследователи говорят об антиупорядоченной архитектуре системы. Также существуют смешанные архитектуры, когда массы планет в системе сильно различаются от планеты к планете.
«Наши результаты показывают, что «похожие» планетные системы являются наиболее распространенным типом архитектуры. Примерно восемь из десяти планетных систем вокруг звезд, видимых на ночном небе, имеют «похожую» архитектуру», – пояснил Мишра. – «Это также объясняет, почему свидетельства такой архитектуры были обнаружены в первые несколько месяцев миссии «Кеплер». Что удивило команду, так это то, что «упорядоченная» архитектура — та, которая также включает Солнечную систему, — кажется, является самым редким классом».
По словам Мишры, есть признаки того, что масса газопылевого диска и обилие тяжелых элементов в звезде оказывают влияние на архитектуру системы.
«Из довольно маленьких дисков с низкой массой и звезд с небольшим количеством тяжелых элементов возникают «похожие» планетные системы. Большие, массивные диски со многими тяжелыми элементами в звезде порождают более упорядоченные и антиупорядоченные системы. Смешанные системы возникают из дисков среднего размера. Динамические взаимодействия между планетами — такие как столкновения или выбросы — влияют на окончательную архитектуру», – рассказал Мишра.
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 ученым удалось преодолеть этот огромный временной разрыв и сделать проверяемые прогнозы.
