До недавнего времени изучение экзопланет, находящихся за пределами нашей Солнечной системы, было сосредоточено на классификации отдельных небесных тел. Однако, с обнаружением более 6000 подтвержденных экзопланет, стало ясно, что пришло время изменить подход. Новое исследование, представленное на сайте препринтов arXiv, предлагает вместо этого классифицировать целые экзопланетные системы, основываясь на их архитектуре и структурных особенностях. Используя данные из архива экзопланет NASA, авторы исследования, во главе с Алексом Хоу из Центра космических полетов имени Годдарда, разрабатывают систему, которая опирается на три основных вопроса о внутренних планетах каждой системы.
Новая классификация, основанная на анализе данных на сентябрь 2024 года, рассматривает более чем 300 многопланетных систем, содержащих как минимум три планеты. Изначально было проанализировано 5759 экзопланет, но 2% были исключены из-за неполных или неточных данных. Три ключевых вопроса, лежащие в основе классификации, таковы: есть ли в системе четкое разделение на внутренние и внешние планеты? Включают ли внутренние планеты газовых гигантов, таких как Юпитер? Есть ли во внутренних планетах разрывы, характеризующиеся соотношением периодов обращения более чем в 5 раз? На основании ответов на эти вопросы системы разделяются на различные динамические классы, такие как «горошины в стручке», «теплые Юпитеры», «плотно расположенные» и «зазорные».
Подавляющее большинство (78%) изученных систем содержат только одну обнаруженную планету. Это подчеркивает наличие некоторой предвзятости в методах обнаружения экзопланет, которые на сегодняшний день более эффективны в поиске массивных планет, расположенных близко к своим звездам. Однако, несмотря на эту статистику, исследование выделяет интересные закономерности в архитектуре многопланетных систем. К примеру, системы типа «горошины в стручке» характеризуются равномерным распределением небольших планет. В то время как системы «теплых Юпитеров» представляют собой сочетание крупных и малых планет. Стоит отметить, что планеты размером с Юпитер крайне редко встречаются в многопланетных системах с периодом вращения менее 5 дней.
Данное исследование также затрагивает вопросы обитаемости экзопланет. Например, большинство планет в системах типа «горошины в стручке» относятся к классу суперземель. Планеты этого типа, как правило, больше Земли, и их обитаемость остается под вопросом. Однако, стоит отметить, что системы этого типа, вращающиеся вокруг маломассивных звезд, известных как М-карлики, могут содержать планеты, расположенные в обитаемой зоне. Этот факт делает системы типа «горошин в стручке» вокруг М-карликов особенно интересными с точки зрения поиска внеземной жизни. Особое внимание также обращается на систему TRAPPIST-1, как яркий пример известной многопланетной системы.
Уникальный случай представляет система WASP-148, которая на сегодняшний день является единственной известной системой, включающей горячий Юпитер и его соседа-Юпитера. Этот пример подчеркивает разнообразие и уникальность экзопланетных систем, но в то же время подтверждает общее стремление к единой системе классификации. Предложенная архитектурная классификация экзопланетных систем предполагает первичный этап разделения на системы, с чётко выраженным делением на внутренние и внешние планеты, если таковое обнаруживается. Далее, в случае если система содержит более трех внутренних планет, она классифицируется по наличию или отсутствию газовых гигантов, а также по наличию или отсутствию значительных разрывов между периодами обращения. Наконец, на основании этих критериев система относится к одному из ранее перечисленных динамических классов.
Результаты исследования показывают, что несмотря на кажущееся многообразие, большинство экзопланетных систем могут быть отнесены к четким категориям. Это указывает на наличие определенных организующих принципов, лежащих в основе их формирования. Понимание этих принципов, в свою очередь, поможет предсказать, где с большей вероятностью можно обнаружить обитаемые планеты и какой они будут иметь размер. Данное исследование является важным шагом на пути к более глубокому пониманию экзопланетных систем и их эволюции, а также создает основу для дальнейших исследований в области демографии экзопланет и процессов их формирования.
Изображение носит иллюстративный характер
Новая классификация, основанная на анализе данных на сентябрь 2024 года, рассматривает более чем 300 многопланетных систем, содержащих как минимум три планеты. Изначально было проанализировано 5759 экзопланет, но 2% были исключены из-за неполных или неточных данных. Три ключевых вопроса, лежащие в основе классификации, таковы: есть ли в системе четкое разделение на внутренние и внешние планеты? Включают ли внутренние планеты газовых гигантов, таких как Юпитер? Есть ли во внутренних планетах разрывы, характеризующиеся соотношением периодов обращения более чем в 5 раз? На основании ответов на эти вопросы системы разделяются на различные динамические классы, такие как «горошины в стручке», «теплые Юпитеры», «плотно расположенные» и «зазорные».
Подавляющее большинство (78%) изученных систем содержат только одну обнаруженную планету. Это подчеркивает наличие некоторой предвзятости в методах обнаружения экзопланет, которые на сегодняшний день более эффективны в поиске массивных планет, расположенных близко к своим звездам. Однако, несмотря на эту статистику, исследование выделяет интересные закономерности в архитектуре многопланетных систем. К примеру, системы типа «горошины в стручке» характеризуются равномерным распределением небольших планет. В то время как системы «теплых Юпитеров» представляют собой сочетание крупных и малых планет. Стоит отметить, что планеты размером с Юпитер крайне редко встречаются в многопланетных системах с периодом вращения менее 5 дней.
Данное исследование также затрагивает вопросы обитаемости экзопланет. Например, большинство планет в системах типа «горошины в стручке» относятся к классу суперземель. Планеты этого типа, как правило, больше Земли, и их обитаемость остается под вопросом. Однако, стоит отметить, что системы этого типа, вращающиеся вокруг маломассивных звезд, известных как М-карлики, могут содержать планеты, расположенные в обитаемой зоне. Этот факт делает системы типа «горошин в стручке» вокруг М-карликов особенно интересными с точки зрения поиска внеземной жизни. Особое внимание также обращается на систему TRAPPIST-1, как яркий пример известной многопланетной системы.
Уникальный случай представляет система WASP-148, которая на сегодняшний день является единственной известной системой, включающей горячий Юпитер и его соседа-Юпитера. Этот пример подчеркивает разнообразие и уникальность экзопланетных систем, но в то же время подтверждает общее стремление к единой системе классификации. Предложенная архитектурная классификация экзопланетных систем предполагает первичный этап разделения на системы, с чётко выраженным делением на внутренние и внешние планеты, если таковое обнаруживается. Далее, в случае если система содержит более трех внутренних планет, она классифицируется по наличию или отсутствию газовых гигантов, а также по наличию или отсутствию значительных разрывов между периодами обращения. Наконец, на основании этих критериев система относится к одному из ранее перечисленных динамических классов.
Результаты исследования показывают, что несмотря на кажущееся многообразие, большинство экзопланетных систем могут быть отнесены к четким категориям. Это указывает на наличие определенных организующих принципов, лежащих в основе их формирования. Понимание этих принципов, в свою очередь, поможет предсказать, где с большей вероятностью можно обнаружить обитаемые планеты и какой они будут иметь размер. Данное исследование является важным шагом на пути к более глубокому пониманию экзопланетных систем и их эволюции, а также создает основу для дальнейших исследований в области демографии экзопланет и процессов их формирования.
