Массивные объекты за линией инея, вероятно, являются планетами-гигантами.

Поговорим о линии мороза , которую вы любезно указали (3,94 а.е.). Для тех, кто не знаком с этим термином, линия инея — это расстояние, за пределами которого — в протопланетной туманности, когда система еще формировалась — тяжелые элементы, которые мы называем летучими , могли конденсироваться в твердые зерна. Эти маленькие кусочки твердого вещества могли затем слипаться в более крупные конгломераты, что, в свою очередь, сделало возможным формирование более крупных планетезималей . Это, в свою очередь, способствовало образованию планет-гигантов.

То же самое не происходит внутри линии мороза, а это означает, что формировались более мелкие протопланеты, и их рост был ограничен. В конечном итоге они станут меньшими и менее массивными планетами земной группы. Есть некоторые исключения из правил; Горячие юпитеры — это гигантские экзопланеты, которые вращаются очень близко к своим родительским звездам. Однако эти планеты-гиганты, вероятно, переместились в свои нынешние местоположения в результате планетарной миграции , которая могла произойти несколькими способами:

• Через взаимодействие с протопланетным диском
• Путем взаимодействия (рассеяния) с другими планетами и протопланетами
• Через взаимодействие с газом поблизости

В этой системе 12 планет — больше, чем в любой известной планетной системе. Я считаю маловероятным, что какие-либо планеты-гиганты могли стабильно мигрировать внутрь, не разрушая систему. Предполагая, что планеты-гиганты могут формироваться только за линией инея, мы заключаем, что внутренние планеты (1-7) являются земными.

---

Расчет линии промерзания

Радиус линии инея меняется со временем, увеличиваясь по мере того, как звезда становится более яркой. Например, я считаю, что текущая линия замерзания Солнца составляет около 5 а.е., тогда как, когда сформировалась Солнечная система, она была около 3 а.е. Поток от звезды падает как$r^{-2}$, поэтому я бы сказал, что соотношение между радиусом линии инея и светимостью звезды должно быть следующим:

$$r_f=r_{f,\odot}\left(\frac{L_*}{L_{\odot}}\right)^{1/2}$$ куда$r_{f,\odot}$- радиус линии замерзания Солнечной системы, а$L_*$это светимость звезды. Я думал, что нашел такую ​​формулу у Хаяши (1981) , но, оглядываясь назад, я не могу ее найти.

Теперь вы сказали, что$L_*\approx0.67L_{\odot}$, так что мы находим, что в настоящее время ,$r_f\approx2.2\text{ AU}$- намного меньше вашего значения 3,94 а.е. Кроме того, молодая звезда была бы даже менее яркой, чем Солнце. Значение, возможно, 1,5-1,75 а.е. более реалистично, а это означает, что только планеты 1-4 будут земными.

---

Звездные параметры

Я также хочу быстро проверить вашу звезду на реальность. Звезды — довольно хорошие черные тела , что является термодинамическим термином, описывающим, как они поглощают и излучают излучение. Мы можем использовать то, что называется законом Стефана-Больцмана, для вычисления светимости звезды, если мы знаем ее радиус ($R_*$) и температуры ($T_*$) используя постоянную Стефана-Больцмана,$\sigma$:

$$L_*=4\pi\sigma R^2T^4$$ Подставив ваши параметры радиуса и температуры, я нахожу, что для вашей звезды$L_*\approx3.88L_{\odot}$- гораздо больше, чем вы рассчитали. Я бы рекомендовал снизить температуру поверхности примерно до 4000 К и аналогичным образом уменьшить радиус для достижения желаемой светимости. Это сделало бы ее звездой главной последовательности К-типа .

---

Орбитальные резонансы

Самая большая известная нам экзопланетная система — Кеплер-90 с 8 планетами. Он довольно компактный, все 8 планет находятся в пределах 1,01 а.е. от родительской звезды. Хочу отметить, что некоторые планеты попали в устойчивые орбитальные резонансы . По существу, некоторые из их орбит находятся в целых отношениях друг к другу. То же самое мы наблюдаем на некоторых спутниках нашей Солнечной системы. В большой и сложной системе, которую вы описываете, я также ожидаю, что некоторые планеты будут находиться в орбитальном резонансе. Если вы достаточно заботитесь о расчете некоторых стабильных резонансов, вы можете это сделать (обратите внимание, что не все резонансы стабильны).

Кроме того, по поводу Кеплера-90 я хотел бы упомянуть, что две внешние планеты на самом деле являются планетами-гигантами, и они, вероятно, находятся внутри линии инея. Это интересный поворот; возможно, миграция гигантских планет действительно возможна. Тем не менее, также возможно, что Кеплер-90 был значительно тусклее в прошлом, или что миграция этих двух планет привела к рассеянию других бывших планет, которых теперь уже нет. Мы не знаем наверняка.