Toimittajan huomautus: Tämän vierasviestin on kirjoittanut Andy Tomaswick, sähköinsinööri, joka seuraa avaruustieteitä ja -teknologiaa.
Kuten tunnustettu tähtitieteilijä Carl Sagan kerran kuuluisasti totesi: "Olemme kaikki tehty tähtiä." Niin ovat lukuisat aurinkoisten planeettojen joukot, joita parhaillaan löydetään henkeäsalpaavassa tahdissa. Sagan tarkoitti, että kaikki vetyä ja heliumia raskaammat alkuaineet, joita astrofysiikot tunnetaan yleisesti nimellä "metallit", on luotava tähten sisäuuneihin. Tähtien luominen näiden raskaampien elementtien luomiseen vie kuitenkin aikaa, ja koska niitä tarvitaan planeettojen käynnistämiseen, niillä aikarajoilla voi olla suuri vaikutus aurinkokunnan muodostumiseen.
Uusi tutkimus, jota johtaa Kööpenhaminan yliopisto Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksen avulla, antaa jonkin verran valoa noille ajanjaksoille. Lars Buchhave ja hänen tiiminsä valitsivat äskettäin American Astronomical Society -kokouksessa pidetyssä kokouksessa yli 150 tähteä tunnetuilla planeettajärjestelmillä, jotka luetteloitiin NASA: n Kepler-operaation avulla. Sitten he tutkivat näiden tähden metallipitoisuutta ja aurinkojärjestelmien planeettojen kokoa. He havaitsivat, että kaasumaiset jättiläiset planeetat muodostuivat todennäköisemmin metallirikkaiden tähtien ympärille, kun taas maanpäälliset planeetat muodostuivat yhtä todennäköisesti metallirikasten tai metallihuonojen tähtien ympärille.
Kuten joukkue selittää, syy tähän sopii hyvin planeettojen muodostumisen ”ytimeen lisääntymismalliin”. Jokaisella kaasujättilällä on metalliydin, jonka ympärille kertyy vetyä ja heliumia. Jos ydintä ei kuitenkaan kerätä ympärille, tähtituulet puhaltavat kevyemmät elementit, kun tähti on vielä suhteellisen nuori. Jos tähdellä on riittävän korkea metallisisältö, sen potentiaaliset planeetat saattavat pystyä muodostamaan nopeasti suuren metallisen ytimen, ennen kuin tuulet tekevät työnsä. Ydin houkuttelee sitten jäljelle jäävän kaasun gravitaatioon itseensä ja syntyy uusi kaasujättiläinen.
Toisaalta maanpäällisten planeettojen muodostuminen ei ole riippuvaista heliumista ja vedystä, ja siksi siihen ei sovelleta samoja aikarajoituksia. Jos tähdellä on alhaisempi metallisisältö, voi maanpinnan saavuttaminen kestää kauemmin, mutta kaikki aineosat ovat edelleen olemassa. Pohjimmiltaan ei ole mitään ylärajaa maanpäällisen planeetan muodostumiselle, kun taas kaasujättiläisen on kehitettävä nopeasti pitämään vety ja heliumi loukussa aurinkokunnan sisällä.
Kuten kaikki hyvät tutkimukset, nämä tulokset avaavat paljon enemmän kysymyksiä. Kuinka nopeasti kaasujättelijän ydin on muodostettava, ennen kuin sen materiaali katoaa? Ovatko maanpäälliset planeetat paljon yleisempiä, kun otetaan huomioon niiden suurempi luomisaikataulu ja useammat mahdolliset vanhemmat tähdet? Tuleva työ auringon ulkopuolisten planeettajärjestelmien parissa saattaa auttaa antamaan enemmän vastauksia.
Lyijykuvateksti: Tämän taiteilijan käsitys näyttää äskettäin muodostetun tähden, jota ympäröi pyöreä protoplanetaalinen pöly- ja kaasulevy. Luotto: Kööpenhaminan yliopisto / Lars Buchhave
Lähde: Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskus
