Анализ данных телескопа Kepler помог ученым лучше понять формирование экзопланет различного размера и различие их орбит. Малые планеты, меньшие Нептуна (примерно в 17 раз тяжелее Земли), обычно движутся по почти круговым орбитам вокруг звезд. Крупные планеты, такие как газовые гиганты, чаще имеют вытянутые эллиптические орбиты. Большие планеты чаще встречаются у звезд с высоким содержанием металлов (кислород, углерод, железо), тогда как для малых планет химический состав звезды не так важен.
Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе изучили данные о 150 000 звезд, собранные телескопом Kepler с 2009 по 2018 год. Из массива данных 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 показали, что различия в орбитах указывают на разные процессы формирования: малые и большие планеты появляются в принципиально разных условиях.
Новая теория гласит, что небольшие планеты образуются в протопланетных дисках — облаках газа и пыли вокруг молодых звезд, путем постепенного слияния мельчайших фрагментов. Крупные планеты же начинаются с массивного ядра, превышающего по массе десять Землей. Такое ядро быстро притягивает газ из диска, превращаясь в газового гиганта, но для этого нужен процесс, который возможен только при наличии звезды, богатой металлами. Впоследствии гравитационное воздействие крупных планет может дестабилизировать систему, вытягивая их орбиты в эллипсы и иногда приводя к столкновениям между планетами.