Kujutise krediit: NASA
Meie naabruses asuvate tähtede uuringust selgus, et metallirikkad, näiteks raud ja titaan, on rändavad viis korda sagedamini nende ümber tiirlevatele planeetidele. Debra Fisher California ülikoolist Berkley ütleb: “Kui vaadata metallirikkaid tähti, on 20 protsendil planeete. See on vapustav. ” (kaastöötaja Darren Osborne)
Meie päikesega sarnaste 754 läheduses asuva tähe - mõnel planeedil ja mõnel ilma - võrdlus näitab kindlalt, et mida rohkem tähes rauda ja muid metalle on, seda suurem on võimalus, et sellel on kaasplaneet.
"Astronoomid on öelnud, et ainult 5 protsendil tähtedest on planeedid, kuid see pole eriti täpne hinnang," ütles Berkeley California ülikooli teadusuuringute astronoom Debra Fischer. „Me teame nüüd, et tähed, milles on ohtralt raskmetalle, tiirlevad planeetidel umbes viis korda suurema tõenäosusega kui metallides puuduvad tähed. Kui vaadata metallirikkaid tähti, on 20 protsenti planeete. See on vapustav. ”
"Metallid on seemned, millest planeedid moodustuvad," lisas kolleeg Jeff Valenti, astronoom kosmoseteleskoobi teadusinstituudis (STScI) Baltimore'is, Md.
Fischer tutvustab tema ja Valenti analüüsi üksikasju kell 13.30. Austraalia idamaade idaaeg (AEST) esmaspäeval, 21. juulil Austraalias Sydneys rahvusvahelise astronoomia liidu kohtumisel.
Raud ja muud kui heeliumist raskemad elemendid - mida astronoomid tähistavad kui metalli - tekivad termotuumasünteesi käigus tähtede sees ja külvatakse tähtedevahelisse keskkonda suurejooneliste supernoovaplahvatuste abil. Ehkki Linnutee galaktika varases ajaloos olid metallid äärmiselt haruldased, sai aja jooksul iga järjestikune tähtede põlvkond nende elementide võrra rikkamaks, suurendades planeedi moodustamise võimalusi.
"Tänapäeval moodustuvatel tähtedel on palju suurema tõenäosusega planeete kui tähtede varases põlvkonnas," ütles Valenti. "See on planeedi beebibuum."
Kuna ekstrasolaarsete planeetide arv on kasvanud - nüüd on teada, et planeete on umbes 100 tähel -, on astronoomid märganud, et metallirikkad tähed satuvad tõenäolisemalt planeete. Tähe metallisuse - tähe väliskihi rauaarvu mõõtme, mis näitab paljude muude elementide, niklist räni - arvukuse korrelatsiooni, olid juba varem astronoomid Guillermo Gonzalez ja Nuno Santos soovitanud uuringute põhjal mõnikümmend planeeti kandvat tähte.
Fischeri ja Valenti uus metallide arvukuse uuring hõlmab esimesena statistiliselt suurt valimit - 61 tähte planeetidega ja 693 tähte planeetideta. Nende analüüs annab numbrid, mis tõestavad seost metalli arvukuse ja planeedi moodustumise vahel.
„Inimesed on juba enamiku tuntud planeetidega tähtedest juba üsna detailselt läbi vaadanud, kuid põhimõtteliselt on nad ignoreerinud sadu tähti, millel ei näi olevat planeete. Need alahindatud tähed pakuvad konteksti mõistmaks, miks planeedid tekivad, ”ütles Valenti, kes on tähtede keemilise koostise määramise ekspert.
Andmed näitavad, et tähtedel nagu päike, mille metallisisaldust peetakse tüüpiliseks meie naabruses asuvatele tähtedele, on 5–10-protsendiline tõenäosus, et neil on planeete. Tärnidel, kus on kolm korda rohkem metalli kui päikesel, on planeetide saamas 20-protsendiline tõenäosus, kui aga neil, kellel on 1/3 päikese metallisisaldusest, on planeetide olemasolul umbes 3-protsendiline tõenäosus. Valimi 29 kõige metallivaesemat tähte, millel kõigil oli vähem kui 1/3 päikese metalli arvukusest, polnud ühtegi planeeti.
"Need andmed viitavad metallisuse lävele ja seega pole kõigil meie galaktika tähtedel ühesugune võimalus planeedisüsteemide moodustamiseks," ütles Fischer. “See, kas tähel on planeedikaaslasi või mitte, on selle sündimise tingimus. Neil, kellel on suurem esialgne metallijaotus, on eelis ilma nendeta, mis on, seda trendi näeme nüüd nende uute andmetega selgelt. ”
Kaks astronoomi määrasid metalli koostise, analüüsides 1600 spektrit enam kui 1000 tähelt enne analüüsi kitsendamist 754 tärnini, mida oli piisavalt kaua täheldatud gaasihiiglaste planeedi sisse- või väljajuhtimiseks. Mõnda neist tähtedest on juba 15 aastat täheldanud UC Berkeley astronoomiaprofessor Fischer, Geoffrey Marcy ja kolleeg Paul Butler, nüüd Washingtoni Carnegie Instituudis, süstemaatiliselt ekstrasolaarsete planeetide otsimisel ümberkaudsete tähtede ümber. Kõiki 754 tähte uuriti enam kui kahe aasta jooksul, mis on piisavalt aega, et teha kindlaks, kas läheduses on Jupiteri suurune planeet või mitte.
Kuigi tähtede pinnad sisaldavad palju metalle, keskendusid astronoomid viiele - rauale, niklile, titaanile, ränile ja naatriumile. Pärast neli aastat kestnud analüüsi suutsid astronoomid tähed rühmitada metallide koostise järgi ja teha kindlaks tõenäosus, et teatud koostisega tähtedel on planeedid. Näiteks rauaga reastati tähed päikese rauasisalduse suhtes, mis on 0,0032%.
“See on kõige erapooletum uuring omataoliste seas,” rõhutas Fischer. "See on ainulaadne, kuna kogu metalli arvukus määrati sama tehnikaga ja me analüüsisime oma projekti kõiki tähti enam kui kahe aasta andmetega."
.
Fischeri sõnul viitavad uued andmed sellele, miks metallirikkad tähed võivad planeetide süsteemid sellisel kujul areneda, nagu nad on. Andmed on kooskõlas hüpoteesiga, mille kohaselt raskemad elemendid kleepuvad kergemini kokku, võimaldades tolmel, kivimitel ja lõpuks planeedisüdamikel moodustada äsja süttinud tähtede ümber. Kuna noorel tähel ning seda ümbritseval tolmu- ja gaasikettal oleks sama koostis, peegeldab tähelt täheldatud metallide koostis plaatide ehitamiseks kettal saadaolevate toorainete, sealhulgas raskmetallide arvukust. Andmed näitavad peaaegu lineaarset seost metallide koguse ja planeetide sadamavõimaluse vahel.
"Need tulemused räägivad meile, miks mõnedel meie Linnutee galaktika tähtedel on planeedid, aga teistel mitte," ütles Marcy. "Rasked metallid peavad kokku kogunema, moodustades kivimid, mis iseenesest kogunevad planeetide tahkesse südamikku."
Fischeri ja Valenti uurimusi toetavad Riiklik Aeronautika- ja Kosmosevalitsus, Riiklik Teadusfond, Suurbritannia osakestefüüsika ja astronoomia teadusnõukogu (PPARC), Anglo-Austraalia vaatluskeskus, Sun Microsystems, Kecki observatoorium ja California ülikooli Lick Observatories.
Algne allikas: Berkeley pressiteade
