Når en eksoplanet opdages, er forskere hurtige til at beskrive det og forklare dens egenskaber. Nu kender vi tusinder af dem, hvoraf mange er medlemmer af et planetarisk system, som den velkendte Trappist-1-familie af planeter.
Mønstre begynder at dukke op i disse eksoplanetære systemer, og i ny forskning siger et team af forskere, at det er tid til at begynde at klassificere exoplanet -systemer snarere end kun individuelle planeter.
Papiret har titlen “Arkitekturklassificering til ekstrasolære planetariske systemer,” og er tilgængelig på præ-print-webstedet arxiv. Den førende forfatter er Alex Howe fra NASAs Goddard Space Flight Center. Forfatterne siger, at det er tid til at udvikle og implementere en klassificeringsramme for exoplanet -systemer baseret på hele vores katalog over eksoplaneter.
“Med næsten 6.000 bekræftede eksoplaneter opdaget, inklusive mere end 300 multiplanet -systemer med tre eller flere planeter, har den aktuelle observationsprøve nået det punkt, hvor det er både muligt og nyttigt at opbygge et klassificeringssystem, der opdeler den observerede befolkning i meningsfulde kategorier,” De skriver.
Forfatterne forklarer, at det er tid til en systematisk tilgang til at identificere mønstre i exoplanet -systemer. Med næsten 6.000 eksoplaneter opdaget, har forskere nu dataene til at gøre dette forslag værd.
Hvilke kategorier foreslår forfatterne?
Det første trin er nødvendigvis bredt. “Kernen i vores klassificeringssystem kommer ned på tre spørgsmål til ethvert givet system (selvom vi i flere tilfælde tilføjer yderligere underkategorier). Har systemet forskellige indre og ydre planeter?” Forfatterne skriver.
Dernæst kommer spørgsmålet om Jupiters. “Indeholder de indre planeter en eller flere Jupiters?” Derefter spørger de, om de indre planeter indeholder nogen huller med et periodeforhold større end 5.
Det betyder, at hvis der inden for hullerne mellem de indre planeter, er der nogen tilfælde, hvor forholdet mellem orbitalperioder af to hypotetiske planeter, der besætter disse huller, ville overstige 5? Grundlæggende er det kogt ned for at spørge, om fraværet af planeter i specifikke regioner i det indre solsystem er relateret til ustabile kredsløb.
Disse tre spørgsmål er tilstrækkelige til at klassificere næsten alle de eksoplanet -systemer, vi har opdaget.

“Vi finder ud af, at disse tre spørgsmål er tilstrækkelige til at klassificere ~ 97% af multiplanet -systemer med n ≥3 planeter med minimal tvetydighed, som vi derefter tilføjer nyttige underkategorier, såsom hvor store huller opstår, og om en varm jupiter er til stede,” Forfatterne skriver.
Resultatet er et klassificeringsskema, der opdeler exoplanet -systemer i indre og ydre regimer og derefter deler de indre regimer i dynamiske klasser. Disse klasser er:
- Peas-in-a-Pod-systemer, hvor planeterne er ensartede små
- Varme Jupiter -systemer, der indeholder en blanding af store og små planeter
- Tæt rumsystemer
- Gappede systemer
Der er yderligere underafdelinger baseret på hulplaceringer og andre funktioner.
“Denne ramme giver os mulighed for at foretage en delvis klassificering af en- og to-planet-systemer og en næsten komplet klassificering af kendte systemer med tre eller flere planeter, med meget få undtagelser med usædvanlige dynamiske strukturer,” Forfatterne forklarer.
Sammenfattende deler klassificeringsskemaet først systemer i indre og ydre planeter (hvis begge påvises). Systemer med mere end tre indre planeter klassificeres derefter baseret på, om deres indre planeter inkluderer nogen jupitere, og om (og i bekræftende fald, hvor) deres indre planeter inkluderer store huller med et periodeforhold> 5. Nogle systemer har andre dynamiske funktioner, der adresseres separat fra det samlede klassificeringssystem.
Klassificeringssystemet er baseret på NASAs Exoplanet -arkiv, der anførte 5.759 eksoplaneter fra september 2024. Det er et omfattende arkiv, men det indeholder også nogle tvivlsomme eksoplaneter, der er trukket fra papirer, der undertiden kan være unøjagtige, dårligt begrænset eller endda i modstrid med efterfølgende Papers.
Forskerne filtrerede deres katalog for at fjerne data, de betragtede som ubrugelige. Som et resultat fjernede de 2% af eksoplaneterne i deres arkiv.
De filtrerede også nogle af stjernerne på grund af ufuldstændige data, hvilket betød, at planeter omkring disse stjerner også blev fjernet. Planeter, der kredserede hvide dværge og pulsarer, blev fjernet, ligesom planeter kredserede brune dværge. Ideen var at “Repræsentere befolkningen af planeter, der kredser om hovedsekvensstjerner,” Som forfatterne forklarer.
Da tabellen ovenfor gør det klart, indeholder de fleste exoplanet -systemer kun en enkelt detekteret planet. 78% af dem er kun vært for en planet, ofte en varm jupiter, skønt selektionseffekter spiller en rolle i dataene. Jupiters er en nøgleplanettype i naturen og i klassificeringsskemaet.

“Som forventet er planeter i Jupiter-størrelse langt mindre tilbøjelige til at forekomme i multiplanet-systemer i perioder på <10 dage, og praktisk talt gør ingen på <5 dage, som indikeret af den nærmeste dækning af de to Jupiter-distributioner i disse perioder. I mellemtiden forekommer omtrent halvdelen af alle andre planettyper og endda en tredjedel af Jupiters i perioder> 10 dage i multiplanet -systemer,” Forfatterne forklarer.
Klassificeringssystemet gør et godt stykke arbejde med at fange det store flertal af Exoplanet -systemarkitekturer. Der er dog nogle oddballs, inklusive WASP-148-systemet, det eneste kendte system med en varm Jupiter og en nærliggende Jupiter-ledsager.
“I betragtning af den høje detektionssandsynlighed for en sådan ledsager og det faktum, at 10 varme jupiters vides at have mindre nærliggende ledsagere, peger dette på en særlig sjælden undertype af system og potentielle usædvanlige migrationsprocesser,” Forfatterne skriver.
Selvom exoplanet -systemer ser ud til at være meget forskellige, viser denne klassificeringsskema, at der er en masse ensartethed i mønstrene. Selvom der er en stor mangfoldighed af planettyper, er de fleste indre systemer enten peas-in-a-pod-systemer eller varme Jupiter-systemer. “Kun et lille mindretal af N ≥3 -systemer (9 ud af 314) viser sig vanskeligt at klassificere i en af disse to kategorier,” Forfatterne skriver.
Som meget exoplanet -videnskab hæmmes dette system af detektionsbiaser. Vi kæmper for at opdage små planeter som Mars med vores nuværende kapaciteter. Der kunne være flere af dem, der gemmer sig i observerede exoplanet -systemer. Der er også flere detektionsproblemer, som planeter på lange kredsløb. Imidlertid er ordningen stadig værdifuld og interessant.
“Denne klassificeringsskema giver en stort set kvalitativ beskrivelse af arkitekturerne i aktuelt observerede multiplanet -systemer,” Forfatterne forklarer. “Det næste trin er at forstå, hvordan sådanne systemer dannes, og måske lige så vigtige, hvorfor andre dynamisk plausible systemer ikke er til stede i databasen.”
Et resultat vedrører Peas-in-a-POD-systemet. Da de er så udbredt, er forskere ivrige efter at udvikle teorier om deres dannelse.
Systemet har også konsekvenser for beboelighed. Resultaterne viser, at planeterne i Peas-in-A-Pod-systemer ofte er for tæt på hovedsekvensstjerner til at være beboelige. Omvendt har disse samme typer systemer omkring M-Dwarfs sandsynligvis planeter i deres stjerners beboelige zoner. “Dette kan antyde, at størstedelen af beboelige planeter bor omkring lavere masse stjerner i Peas-in-a-Pod-systemer,” Forfatterne forklarer. Det bringer det velkendte problem med fakling og rød dværghuse.
Et andet problem, som denne klassificeringsordning fremhæver, vedrører super-jordbeholdbarhed. “De fleste planeter i Peas-in-a-Pod-systemer er super-jord, snarere end jordstørrelse og kan være for store til den kanoniske definition af en beboelig planet,” Forfatterne skriver.
I deres konklusion forklarer forskerne, at exoplanet -systemer ser ud til at have klare organiserende principper, som vi kan bruge til at klassificere forskellige typer solsystemer.
“Selvom vi er langt fra komplet, mener vi, at denne klassificering giver en bedre forståelse af befolkningen som helhed, og det skal være frugtbart grund til fremtidige undersøgelser af exoplanet -demografi og dannelse,” Forskerne konkluderer.