Исследователи из университетов Берна и Женевы показали, что Солнечная система имеет очень редкую во Вселенной архитектуру, при которой размер планет относительно монотонно растет по мере удаления от родительской звезды. Чаще всего планетные системы состоят из планет примерно одинакового размера.
В нашей Солнечной системе, кажется, все в порядке: меньшие каменистые планеты, - Меркурий, Венера, Земля или Марс, вращаются относительно близко к нашей звезде. С другой стороны, большие газовые и ледяные гиганты, - Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, движутся по далеким от Солнца орбитам.
Но исследователи из университетов Берна и Женевы и Национального центра научных исследований (NCCR) PlanetS показали, что наша планетная система редкая. Систем именно с таким распределением планет, скорее всего, очень мало.
Как горох в стручке
«Более десяти лет назад астрономы заметили, основываясь на наблюдениях с помощью революционного тогда телескопа «Кеплер», что планеты в других системах обычно напоминают своих соседей по размеру и массе — как горошины в стручке», — говорит ведущий автор исследования Локеш Мишра. — «Но долгое время было неясно не связано ли это открытие с ограничениями методов наблюдения».
Поэтому исследователь разработал основу для определения различий и сходств между архитектурами планетных систем. При этом он обнаружил, что таких архитектур не две, а четыре.
«Мы называем эти четыре типа «подобным», «упорядоченным», «антиупорядоченным» и «смешанным», — говорит Мишра.
Планетарные системы, в которых массы соседних планет близки, имеют подобную архитектуру. Упорядоченные планетные системы — это такие, в которых масса планет растет по мере удаления от звезды — так же, как и в нашей Солнечной системе. Если, с другой стороны, масса планет уменьшается с расстоянием от звезды, исследователи говорят об антиупорядоченной архитектуре системы. В смешанной архитектуре планетарные массы сильно различаются от планеты к планете.
«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 Мишра. — «Это также объясняет, почему эта архитектура была обнаружена в первые несколько месяцев миссии Кеплер».
Что удивило команду, так это то, что «упорядоченная» архитектура — та, которая включает и Солнечную систему — кажется самым редким типом.
По словам Мишры, есть признаки того, что на формирование архитектуры влияют как масса газового и пылевого диска, из которого возникают планеты, так и содержание тяжелых элементов в родительской звезде: «Из довольно маленьких дисков и звезд с небольшим количеством тяжелых элементов возникают «подобные» планетарные системы. Большие массивные диски и большое количество тяжелых элементов в звезде порождают упорядоченные и антиупорядоченные системы. Диски среднего размера порождают смешанные системы. Динамические взаимодействия между планетами, в том числе столкновения, тоже влияют на окончательную архитектуру».