Анализ данных, собранных телескопом Kepler, позволил ученым лучше понять, как формируются экзопланеты разных размеров и почему их орбиты различаются. Оказалось, что небольшие планеты, по размерам и массе уступающие Нептуну (примерно в 17 раз тяжелее Земли), обычно движутся по почти идеальным круговым орбитам вокруг своих звезд. В то же время более крупные планеты, такие как газовые гиганты, чаще имеют вытянутые эллиптические орбиты. Кроме того, большие планеты чаще встречаются у звезд с высоким содержанием металлов — таких элементов, как кислород, углерод и железо, — тогда как для малых планет химический состав звезды не играет ключевой роли.

Исследование провели ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), изучив данные о 150 000 звезд, которые телескоп Kepler собирал с 2009 по 2018 год. Из этого массива они отобрали 1600 кривых блеска — графиков изменения яркости звезд, вызванного прохождением планет. Чтобы результаты были точными, исследователи вручную проверили каждую кривую и создали специальные инструменты для визуализации данных. Итоги работы показали, что различия в орбитах указывают на разные процессы формирования: малые и большие планеты появляются в принципиально разных условиях.

Согласно новой теории, небольшие планеты формируются в протопланетных дисках — облаках газа и пыли вокруг молодых звезд — за счет постепенного слипания мелких обломков и частиц. Большие планеты, напротив, начинают свой путь с массивного ядра, превышающего 10 масс Земли. Такое ядро быстро притягивает газ из диска, превращаясь в газового гиганта, но для этого процесса требуется звезда, богатая металлами. В дальнейшем гравитационное влияние этих крупных планет может дестабилизировать систему, вытягивая их орбиты в эллипсы и иногда вызывая столкновения между планетами.