Несколько тысяч экзопланет - которые находились на орбите вокруг других звезд - делятся на четыре широкие категории: 1) большие газовые гиганты, 2) планеты, похожие на Нептун, 3) "суперземли" - больше Земли, но меньше Нептуна, и 4) каменистые планеты размеров класса Земли. Однако в этих категориях ученые находят еще большее разнообразие. Например, среди газовых гигантов: "горячие Юпитеры", планеты с близкими орбитами вокруг звёзд.
Пройдясь по списку найденных на данный момент экзопланет, ощущаешь, что попал в экстремальное путешествие. В сравнении с экзопланетами, вращающихся по орбитам других звезд или свободно плавающих между ними, планеты нашей Солнечной системы кажутся ручными.
Горячие Юпитеры - «звездолюбивые» (с близкими к звёздам орбитами) планеты, «суперземли» - суперзагадочные. Замёрзшие планеты, газовые гиганты, на фоне которых Юпитер выглядит щуплым, или маленькие каменистые планеты, по размерам близкие к Земле, но на компактных орбитах вокруг красных карликовых звезд, - каталог продолжает расти, и в скором времени этот рост станет экспоненциальным.
Подтвержденные до сих пор более 3900 экзопланет, - это действительно крошечная выборка из того множества, которое может составлять триллионы в нашей галактике. Космическим телескопом TESS НАСА (транзитный спутник наблюдения за экзопланетами, номинальный срок работы: июнь 2018 — июнь 2020) уже открыты более тысячи кандидатов в экзопланеты, из которых 29 было подтверждено благодаря наземным и орбитальным обсерваториям.
По данным архива НАСА по экзопланетам, из 3 924 подтвержденных на сегодняшний день экзопланет, 1 665 можно отнести к нептуноподобным - газообразным планетам размером с Нептун.
Остальные:
1 213 — будучи подобными Юпитеру или Сатурну, заслуживают титул газовых гигантов;
878 -- классифицируются как "суперземли", что является признаком их размера - больше Земли и меньше Нептуна, - но это не означает, что они обязательно похожи на нашу родную планету.
Истинная природа этих планет остается окутанной неопределенностью, потому что у нас нет ничего похожего на них в нашей собственной Солнечной системе - и, тем не менее, они являются одними из самых распространенных типов планет, встречающихся до сих пор в галактике.
156 подтвержденных экзопланет считаются земными, то есть скалистыми планетами размером с Землю; дальнейшие исследования позволят определить, обладают ли некоторые из них атмосферой, океанами или другими признаками обитаемости.
12 просто классифицируются как "неизвестные". Другими словами, их присутствие было обнаружено одним из нескольких косвенных методов, но о них мы больше ничего не знаем.
Большее разнообразие скрыто в широких категориях.
Горячие Юпитеры, например, были одними из первых обнаруженных типов планет - газовые гиганты вроде Юпитера, но вращающиеся настолько близко к своим звездам, что их температура поднимается до тысяч градусов (по Фаренгейту или Цельсию). Эти большие планеты проходят по таким плотным орбитам, что вызывают в их звездах ярко выраженное колебание, их гравитация тянет их звезды сначала в одну сторону, а затем в другую. Это облегчало их обнаружение в начале поиска.
Есть и на планеты-изгои: планеты, летящие в одиночку по галактике, без звезды-компаньона. Многие из этих планет могли быть выброшены из своей первоначальной звёздной системы на фоне гравитационного толкания на ранних стадиях формирования. Последний "удар" мог исходить от другой планеты или даже от самой звезды.
Ученые также отмечают странный разрыв в размерах планет. Его назвали пробелом Фултона, в честь Бенджамина Фултона, ведущего автора статьи, описывающей его. Данные Кеплера показывают, что планеты определенного размера, - от 1.5 до 2 раз больше Земли — редки.
Возможно, что это критический размер в формировании планет. Планеты, достигающие этого размера, быстро притягивают плотную атмосферу, состоящую из водорода и гелия, и переходят в класс газообразных планет, в то время как планеты меньше этого предела недостаточно велики, чтобы удерживать такую атмосферу, и остаются в основном каменистыми. С другой стороны, меньшие по размеру планеты, вращающиеся вблизи своих звезд, могут быть ядрами планет, похожих на Нептун, у которых отсеяна атмосфера.
Объяснение пробела Фултона потребует гораздо лучшего понимания того, как формируются солнечные системы.
Как часто бывает в науке, чем больше мы узнаем о калейдоскопе экзопланет, тем больше вопросов они вызывают, - и тем загадочнее становится наша Вселенная.