Kuvan luotto: NASA
Naapurimaissamme tehty tähtihavainto on paljastanut metallirikkaita, kuten rautaa ja titaania sisältäviä, viisi kertaa todennäköisemmin planeettoja, jotka kiertävät niitä. Debra Fisher Kalifornian yliopistosta, Berkley, sanoo: ”Jos katsot metallirikkaita tähtiä, 20 prosentilla on planeettoja. Se on upeaa. " (kirjoittanut Darren Osborne)
Vertailu 754 lähellä olevaa tähteä, kuten aurinkoomme - toiset planeetoilla ja toiset ilman - osoittavat lopullisesti, että mitä enemmän rautaa ja muita metalleja on tähtissä, sitä suurempi on mahdollisuus, että sillä on seuraplaneetta.
"Astronomit ovat sanoneet, että vain viidellä prosentilla tähtiä on planeettoja, mutta se ei ole kovin tarkka arvio", sanoi Kalifornian yliopiston Berkeleyn tutkimuksen tähtitieteilijä Debra Fischer. ”Tiedämme nyt, että tähdet, joita on runsaasti raskasmetalleissa, viisi kertaa todennäköisemmin kiertävät kiertäviä planeettoja kuin tähdet, joista puuttuvat metallit. Jos katsot metallirikkaita tähtiä, 20 prosentilla on planeettoja. Se on upeaa. "
"Metallit ovat siemeniä, joista planeetat muodostuvat", lisäsi kollega Jeff Valenti, avustava tähtitieteilijä Space Telescope Science Institute (STScI) Baltimoressa, Md.
Fischer esittelee hänen ja Valentin analyysin yksityiskohdat klo 13.30. Australian itäinen standardiaika (AEST) maanantaina 21. heinäkuuta kansainvälisen tähtitieteellisen liiton kokouksessa Sydneyssä, Australiassa.
Rauta ja muut kuin heliumia raskaammat elementit - jotka tähtitieteilijät yhdistyvät "metalleiksi" - syntyy fuusioreaktioilla tähtijen sisällä ja kylvetään tähteiden väliseen väliaineeseen näyttävien supernoova-räjähdysten avulla. Siten, vaikka metallit olivat erittäin harvinaisia Linnunradan galaksin varhaisessa historiassa, ajan myötä jokainen peräkkäinen tähti sukupolvi rikastui näihin elementteihin lisäämällä mahdollisuuksia muodostaa planeetta.
"Tähtien muodostaneilla tähtiillä on paljon todennäköisemmin planeettoja kuin aikaisilla tähti sukupolvilla", Valenti sanoi. "Se on planetaarinen vauvapuomi."
Kun ekstrasolaaristen planeettojen lukumäärä on kasvanut - planeetalla tiedetään nykyään olevan noin 100 tähteä, tähtitieteilijät ovat huomanneet, että metallirikkaat tähdet todennäköisemmin sijaitsevat planeetoissa. Tähteen "metallisuuden" - tähden rautapitoisuuden mittaa tähden ulommassa kerroksessa, joka viittaa monien muiden elementtien runsauteen, nikkelista piin - välistä korrelaatiota olivat aiemmin ehdottaneet tähtitieteilijät Guillermo Gonzalez ja Nuno Santos tutkimusten perusteella muutama tusina planeettaa kantavaa tähteä.
Fischerin ja Valentin uusi metallinpitoisuustutkimus kattaa ensimmäisenä tilastollisesti suuren näytteen, joka koostuu 61 tähdestä planeetalla ja 693 tähdestä ilman planeettoja. Niiden analyysi tarjoaa numerot, jotka todistavat korrelaation metallien runsauden ja planeetan muodostumisen välillä.
”Ihmiset ovat jo tarkastelleet melko yksityiskohtaisesti suurimpia tähtiä tunnetuilla planeetoilla, mutta he ovat pohjimmiltaan sivuuttaneet sadat tähdet, joilla ei näytä olevan planeettoja. Nämä aliarvioidut tähdet tarjoavat kontekstin ymmärtää miksi planeettoja muodostuu ”, sanoi Valenti, joka on asiantuntija tähtijen kemiallisen koostumuksen määrittämisessä.
Tiedot osoittavat, että auringon kaltaisilla tähtiillä, joiden metallisisällön katsotaan olevan tyypillisiä naapurimaissamme oleville tähtiille, on 5–10 prosentin mahdollisuus planeetoihin. Tähteillä, joissa on kolme kertaa enemmän metallia kuin aurinkoa, on 20 prosentin mahdollisuus kantaa planeettoja, kun taas tähdillä, joilla on 1/3 aurinko-metallin pitoisuudesta, on noin 3 prosentin mahdollisuus planeetoihin. Näytteen 29 eniten metallihuonoa tähteä, joilla kaikilla oli alle kolmasosa auringon metallin runsaudesta, ei ollut planeettoja.
"Nämä tiedot viittaavat metallisuuden kynnysarvoon, joten kaikilla galaksissamme olevilla tähtiillä ei ole samanlaisia mahdollisuuksia muodostaa planeettajärjestelmiä", Fischer sanoi. ”Se, onko tähtillä planeettatovereita vai ei, on sen syntymisen edellytys. Niillä, joilla on suurempi alkuperäinen metallijakelu, on etulyöntiasema verrattuna niihin, joilla ei ole, suuntaus, jonka voimme nyt nähdä selvästi tämän uuden tiedon avulla. "
Kaksi tähtitieteilijää määrittivät metallikoostumuksen analysoimalla 1 600 spektriä yli 1 000 tähdestä ennen kaventamalla analyysiä 754 tähteen, joita oli havaittu riittävän kauan kaasu jättiläisen planeetan hallitsemiseksi sisään tai ulos. Jotkut näistä tähtiä ovat havainneet 15 vuoden ajan UC Berkeleyn tähtitieteen professori Geoffrey Marcyn ja kollegan Paul Butlerin, joka on nyt Washingtonin Carnegie-instituutiossa, systemaattisissa tutkimuksissaan ekstrasolaaristen planeettojen läheisyydessä olevien tähtijen ympärillä. Kaikkia 754 tähteä tutkittiin yli kaksi vuotta, tarpeeksi aikaa selvittää, onko läsnä oleva, Jupiterin kokoinen planeetta vai ei.
Tähtien pinnat sisältävät monia metalleja, mutta tähtitieteilijät keskittyivät viiteen rautaan, nikkeliin, titaaniin, piiin ja natriumiin. Neljän vuoden analyysin jälkeen tähtitieteilijät pystyivät ryhmittämään tähdet metallikoostumuksen perusteella ja määrittämään todennäköisyyden, että tietyn koostumuksen tähteillä on planeettoja. Esimerkiksi raudalla tähdet sijoitettiin suhteessa auringon raudasisältöön, joka on 0,0032%.
"Tämä on laajin puolueeton tutkimus", Fischer korosti. "Se on ainutlaatuinen, koska kaikki metallien määrät määritettiin samalla tekniikalla ja analysoimme kaikki projektimme tähdet yli kahden vuoden ajalta."
.
Fischerin mukaan uudet tiedot viittaavat siihen, miksi metallirikkaat tähdet todennäköisesti kehittävät planeettajärjestelmiä sellaisenaan. Tiedot ovat yhdenmukaisia hypoteesin kanssa, jonka mukaan raskaammat elementit tarttuvat toisiinsa helpommin, jolloin pöly, kivet ja lopulta planeettaytimet voivat muodostua vasta syttyneiden tähtijen ympärille. Koska nuorella tähdellä ja sitä ympäröivällä pöly- ja kaasulevyllä olisi sama koostumus, tähdestä havaittu metallikoostumus heijastaa raaka-aineiden, raskasmetallit mukaan lukien, määrää, joita levyllä on saatavana planeettojen rakentamiseksi. Tiedot osoittavat melkein lineaarisen suhteen metallien määrän ja planeettojen satamamahdollisuuden välillä.
"Nämä tulokset kertovat meille, miksi joillakin Linnunradan galaksissamme olevista tähtiistä on planeettoja, kun taas toisilla ei ole", Marcy sanoi. "Raskasmetallien on rynnättävä yhteen kivien muodostamiseksi, jotka itsensä kimpuutuvat planeettojen kiinteisiin ytimiin."
Fischerin ja Valentin tutkimusta tukevat Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto, Kansallinen tiedesäätiö, Yhdistyneen kuningaskunnan hiukkasfysiikan ja tähtitieteen tutkimusneuvosto (PPARC), Anglo-Australian observatorio, Sun Microsystems, Keckin observatorio ja Kalifornian yliopiston Lick-observatoriat.
Alkuperäinen lähde: Berkeley-lehdistötiedote
