Quando uma exoplaneta é descoberta, os cientistas são rápidos em descrevê -lo e explicar suas propriedades. Agora, conhecemos milhares deles, muitos dos quais são membros de um sistema planetário, como o conhecido TRAPPIST-1 família de planetas.
Os padrões estão começando a surgir nesses sistemas exoplanetários e, em novas pesquisas, uma equipe de cientistas diz que é hora de começar a classificar os sistemas exoplanetas em vez de apenas planetas individuais.
O artigo é “Classificação de arquitetura para sistemas planetários extra -solares,”E está disponível no site de pré-impressão arxiv.org. O autor principal é Alex Howe, do Goddard Space Flight Center da NASA. Os autores dizem que é hora de desenvolver e implementar uma estrutura de classificação para sistemas exoplanetos com base em todo o nosso catálogo de exoplanetas.
“Com quase 6000 exoplanetas confirmados descobertos, incluindo mais de 300 sistemas multiplanetes com três ou mais planetas, a amostra de observação atual atingiu o ponto em que é viável e útil para construir um sistema de classificação que divide a população observada em categorias significativas”. Eles escrevem.
Os autores explicam que é hora de uma abordagem sistêmica para identificar padrões em sistemas exoplaneros. Com quase 6.000 exoplanetas descobertos, os cientistas agora têm os dados para que essa proposição valha a pena.
Que categorias os autores propõem?
O primeiro passo é necessariamente amplo. “O núcleo do nosso sistema de classificação se resume a três perguntas para qualquer sistema (embora, em vários casos, adicionemos subcategorias adicionais). O sistema possui planetas internos e externos distintos? ” os autores escrevem.
Em seguida, vem a questão de Jupiters. “Os planetas internos incluem um ou mais Jupiters?” Depois disso, eles perguntam se os planetas internos contêm quaisquer lacunas com uma proporção de período maior que 5. Isso significa exceder 5? Basicamente, isso se resume a perguntar se a ausência de planetas em regiões específicas no sistema solar interno está relacionado a órbitas instáveis.
Essas três perguntas são suficientes para classificar quase todos os sistemas de exoplanetas que descobrimos.
“Descobrimos que essas três perguntas são suficientes para classificar ~ 97% dos sistemas multiplanet com n? , ”Os autores escrevem.
O resultado é um esquema de classificação que divide os sistemas exoplaneros em regimes internos e externos e depois divide os regimes internos em classes dinâmicas. Essas aulas são:
- Sistemas de bancada em um deles, onde os planetas são uniformemente pequenos
- Sistemas quentes de Júpiter contendo uma mistura de planetas grandes e pequenos
- Sistemas de espaço próximo
- Sistemas gapped
Existem outras subdivisões com base em locais de lacunas e outros recursos.
“Essa estrutura nos permite fazer uma classificação parcial de sistemas de um e dois planos e uma classificação quase completa de sistemas conhecidos com três ou mais planetas, com muito poucas exceções com estruturas dinâmicas incomuns”, explicam os autores.
Em resumo, o esquema de classificação primeiro divide os sistemas em planetas interno e externo (se ambos forem detectados). Os sistemas com mais de três planetas internos são classificados com base em se seus planetas internos incluem algum Jupiters e se (e se sim, onde) seus planetas internos incluem grandes lacunas com uma proporção de período> 5. Alguns sistemas têm outros recursos dinâmicos abordados separadamente do sistema geral de classificação.
O sistema de classificação é baseado em Arquivo Exoplanet da NASAque listou 5.759 exoplanetas em setembro de 2024. É um arquivo abrangente, mas também contém alguns exoplanetas questionáveis extraídos de trabalhos que às vezes podem ser imprecisos, pouco restritos ou até mesmo contraditados pelos documentos subsequentes. Os pesquisadores filtraram seu catálogo para remover os dados que consideravam inutilizáveis. Como resultado, eles removeram 2% dos exoplanetas em seu arquivo.
Eles também filtraram algumas das estrelas por causa de dados incompletos, o que significava que os planetas em torno dessas estrelas também foram removidos. Os planetas orbitando anãs e pulsares brancos foram removidos, assim como os planetas orbitando anãs marrons. A idéia era “representar a população de planetas que orbitam estrelas da sequência principal”, como explicam os autores.
Como a tabela acima deixa claro, a maioria dos sistemas exoplanetas contém apenas um único planeta detectado. 78% deles hospedam apenas um planeta, geralmente um Júpiter quente, embora os efeitos da seleção desempenhem um papel nos dados. Os Jupiters são do tipo de planeta essencial na natureza e no esquema de classificação.
“Como esperado, os planetas do tamanho de Júpiter têm muito menos probabilidade de ocorrer em sistemas multiplanetes em períodos <10 dias e praticamente nenhum acontece em <5 dias, conforme indicado pela quase coincidência das duas distribuições de Júpiter nesses períodos. Enquanto isso, aproximadamente metade de todos os outros tipos de planeta e até um terço dos Jupiters em períodos> 10 dias ocorrem em sistemas multipaneta ”, explicam os autores.
O sistema de classificação faz um bom trabalho ao capturar a grande maioria das arquiteturas do sistema de exoplanetas. No entanto, existem algumas bolas estranhas, incluindo o sistema WASP-148, o único sistema conhecido com um Júpiter quente e um companheiro de Júpiter próximo. “Dada a alta probabilidade de detecção de tal companheiro e o fato de que 10 Jupiters quentes tenham com companheiros menores próximos, isso aponta para um subtipo especialmente raro de sistema e possíveis processos de migração incomum”, escrevem os autores.
Embora os sistemas exoplanetas pareçam muito diversos, esse esquema de classificação mostra que há muita uniformidade nos padrões. Embora exista uma grande diversidade de tipos de planetas, a maioria dos sistemas internos são sistemas de ervilhas ou sistemas quentes de Júpiter. “Apenas uma minúscula minoria de sistemas n? 3 (9 de 314) é difícil de classificar em uma dessas duas categorias”, escrevem os autores.
Como muita ciência do exoplaneta, esse sistema é dificultado por vieses de detecção. Lutamos para detectar pequenos planetas como Marte com nossas capacidades atuais. Pode haver mais deles escondidos em sistemas de exoplanetas observados. Também existem mais problemas de detecção, como planetas em longas órbitas. No entanto, o esquema ainda é valioso e interessante.
“Esse esquema de classificação fornece uma descrição amplamente qualitativa das arquiteturas dos sistemas multipanet atualmente observados”, explicam os autores. “O próximo passo é entender como esses sistemas são formados e, talvez igualmente importantes, por que outros sistemas dinamicamente plausíveis não estão presentes no banco de dados”.
Um resultado diz respeito aos sistemas de bancada em um pod. Como são tão prevalentes, os cientistas desejam desenvolver teorias em sua formação.
O sistema também tem implicações para a habitabilidade. Os resultados mostram que, nos sistemas de ervilhas em um pod, os planetas geralmente são muito próximos das principais estrelas de sequência para serem habitáveis. Por outro lado, esses mesmos tipos de sistemas em torno de M-Dwarfs provavelmente têm planetas nas zonas habitáveis de suas estrelas. “Isso pode sugerir que a maioria dos planetas habitáveis reside em estrelas de massa inferior em sistemas de bancada em um pod”, explicam os autores. Isso traz ao à tona o problema familiar da queima e habitabilidade da anã vermelha.
Outro problema que esse esquema de classificação destaca a habitabilidade da super-terra. “A maioria dos planetas nos sistemas de PEAS em um deles são super-terra, em vez de em tamanho de terra, e pode ser muito grande para a definição canônica de um planeta habitável”, escrevem os autores.
Em sua conclusão, os pesquisadores explicam que os sistemas de exoplanetas parecem ter princípios organizadores claros que podemos usar para classificar tipos distintos de sistemas solares.
“Embora longe de ser completa, acreditamos que essa classificação fornece uma melhor compreensão da população como um todo, e deve ser um terreno fértil para estudos futuros de dados demográficos e formação de exoplanetas”, concluem os pesquisadores.
