在我们的太阳系中，一切似乎都井井有条：较小的岩石行星，如金星、地球或火星，轨道离我们的恒星相对较近。另一方面，木星、土星或海王星等大型气体和冰巨行星在围绕太阳的宽轨道上运动。

在《天文学与天体物理学》杂志上发表的两项研究中，来自伯尔尼大学和日内瓦大学以及国家研究能力中心(NCCR)PlanetS的研究人员表明，我们的行星系统在这方面非常独特。Luca Maltagliati在同一期刊上发表在Nature Astronomy上的一篇研究亮点文章讨论了这两篇论文。

就像豆荚里的豌豆

“十多年前，天文学家注意到，根据当时开创性的开普勒望远镜的观测，其他系统中的行星通常在大小和质量上与各自的邻居相似 - 就像豆荚中的豌豆一样，”研究主要作者Lokesh Mishra说，伯尔尼大学和日内瓦大学以及NCCR行星。但长期以来，尚不清楚这一发现是否是由于观察方法的局限性。

“不可能确定任何单个系统中的行星是否足够相似，属于'豆荚中的豌豆'系统，或者它们是否相当不同 - 就像我们的太阳系一样，”米什拉说。

因此，研究人员开发了一个框架来确定同一系统的行星之间的差异和相似之处。在这样做的过程中，他发现这样的系统架构不是两个，而是四个。

四类行星系统

“我们称这四个类为'相似'，'有序'，'反有序'和'混合'，”米什拉说。相邻行星的质量彼此相似的行星系统具有相似的结构。有序行星系统是那些行星的质量随着与恒星的距离而增加的系统，就像我们的太阳系一样。另一方面，如果行星的质量随着与恒星的距离而大致减小，研究人员就会谈到该系统的反有序结构。当系统中的行星质量因行星而异时，就会发生混合架构。

“这个框架也可以应用于任何其他测量，如半径，密度或水分数，”该研究的共同作者，伯尔尼大学和NCCR行星科学教授Yann Alibert说。“现在，我们第一次有了研究整个行星系统并将其与其他系统进行比较的工具。

研究结果还提出了问题：哪种架构是最常见的?哪些因素控制体系结构类型的出现?哪些因素没有发挥作用?其中一些，研究人员可以回答。

跨越数十亿年的桥梁

“我们的研究结果表明，'相似'的行星系统是最常见的建筑类型。在夜空中可见的恒星周围，大约十分之八的行星系统具有“相似”的结构，“米什拉说。“这也解释了为什么在开普勒任务的头几个月发现了这种架构的证据。令研究小组惊讶的是，“有序”架构 - 还包括太阳系的架构 - 似乎是最稀有的类别。

根据米什拉的说法，有迹象表明，行星出现的气体和尘埃盘的质量以及各自恒星中重元素的丰度都起作用。“从相当小的低质量圆盘和重元素很少的恒星中，出现了'类似的'行星系统。恒星中含有许多重元素的大而巨大的圆盘产生了更多的有序和反有序系统。混合系统从中型磁盘中出现。行星之间的动态相互作用 - 例如碰撞或弹射 - 会影响最终的架构，“Mishra解释说。

“这些结果的一个显着方面是，它将行星和恒星形成的初始条件与可测量的属性联系起来：系统架构。数十亿年的进化就在它们之间。我们第一次成功地弥合了这一巨大的时间差距，并做出了可测试的预测。看看他们是否能坚持下去将是令人兴奋的，“阿里伯特总结道。