За последние десятилетия мы узнали одну вещь: экзопланеты встречаются на удивление часто. На данный момент мы подтвердили существование почти 6000 планет, и у нас есть доказательства существования еще тысяч. Большинство этих планет были открыты транзитным методом. хотя у нас есть и другие методы. Известно, что многие звезды имеют несколько планет, например система TRAPPIST-1 с семью мирами размером с Землю. Но даже внутри известных планетных систем могут быть планеты, которые мы упустили из виду. Возможно, их орбита не проходит перед звездой с нашей точки зрения, или свидетельства их присутствия скрыты в шуме данных. Как мы можем их найти? Недавняя статья о arXiv имеет интересный подход.
Вместо того, чтобы прочесывать данные наблюдений, пытаясь извлечь из шума больше планет, авторы предлагают нам посмотреть на орбитальную динамику известных систем, чтобы увидеть, возможны ли между известными нам планетами планеты. Установленным системам миллионы или миллиарды лет, поэтому их планетарные орбиты должны быть стабильными в этих временных масштабах. Если планеты системы «плотно упакованы», то добавление в смесь новых планет приведет к тому, что система полностью перевернется. Если система «неплотно упакована», то мы могли бы добавить гипотетические планеты между остальными, и система все равно была бы динамически стабильной.
Чтобы показать, как это будет работать, авторы рассматривают семь планетных систем, открытых спутником для исследования транзитных экзопланет (TESS), в которых, как известно, есть две планеты. Поскольку маловероятно, что система имеет только две планеты, есть большая вероятность, что у них есть и другие. Затем команда провела тысячи симуляций этих систем с гипотетическими планетами, рассчитывая, смогут ли они оставаться стабильными в течение миллионов лет. Они обнаружили, что для двух систем дополнительные планеты (кроме планет, гораздо более удаленных, чем известные) могут быть исключены по динамическим соображениям. Дополнительные планеты почти наверняка дестабилизируют системы. Но пять систем могли бы оставаться стабильными при наличии большего количества планет. Это не означает, что в этих системах больше планет, просто они могли бы это сделать.
Одна из вещей, которую показывает эта работа, заключается в том, что большинство известных в настоящее время экзопланетных систем, вероятно, имеют еще не открытые миры. Этот подход также может помочь нам сортировать системы и определять, какие из них заслуживают дальнейшего изучения. Мы все еще находимся на ранних стадиях открытия и собираем данные с невероятной скоростью. Нам нужны такие инструменты, чтобы нас не перегружали груды новых данных.
Ссылка: Хорнер, Джонатан и др. «В поисках промежуточных звеньев: насколько упакованы планетарные системы TESS?» Препринт arXiv arXiv:2411.00245 (2024).
