Μια ιαπωνική ομάδα αστρονόμων ανέφερε μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της μεταλλικότητας των σκονισμένων πρωτοπλανητικών δίσκων και της μακροζωίας τους. Από αυτό το εύρημα προτείνουν ότι τα αστέρια χαμηλής μεταλλικότητας είναι πολύ λιγότερο πιθανό να έχουν πλανήτες, συμπεριλαμβανομένων των γιγάντων αερίου, λόγω της μικρότερης διάρκειας ζωής των πρωτοπλανητικών δίσκων τους.
Όπως πιθανότατα γνωρίζετε, το «μέταλλο» μιλάει για αστρονομία για οτιδήποτε υψηλότερο στον περιοδικό πίνακα από το υδρογόνο και το ήλιο. Ο Γαλαξίας μας έχει κλίση μεταλλικότητας - όπου η μεταλλικότητα πέφτει σημαντικά όσο πιο μακριά. Στον ακραίο εξωτερικό γαλαξία, περίπου 18 kiloparsecs έξω από το κέντρο, η μεταλλικότητα των αστεριών είναι μόνο 10% εκείνη του Ήλιου (που είναι περίπου 8 kiloparsecs - ή περίπου 25.000 έτη φωτός - έξω από το κέντρο).
Αυτή η μελέτη συνέκρινε νέους συστάδες αστεριών εντός αστρικών φυτωρίων με σχετικά υψηλή μεταλλικότητα (όπως το νεφέλωμα Orion) με πιο απομακρυσμένες συστάδες στον εξωτερικό γαλαξία σε φυτώρια χαμηλής μεταλλικότητας (όπως το Digel Cloud 2).
Τα συμπεράσματα της μελέτης βασίζονται στην υπόθεση ότι η έξοδος ακτινοβολίας των αστεριών με πυκνούς πρωτοπλανητικούς δίσκους θα έχει περίσσεια σχεδόν μήκους κύματος πλησίον και μεσαίων υπέρυθρων. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι το αστέρι θερμαίνει τον περιβάλλοντα πρωτοπλανητικό δίσκο του, κάνοντας τον δίσκο να ακτινοβολεί υπέρυθρος.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε το Τηλεσκόπιο Subaru 8,2 μέτρων και μια διαδικασία που ονομάζεται φωτομετρία JHK για να προσδιορίσει ένα μέτρο που ονομάζονταν «κλάσμα δίσκου», που αντιπροσωπεύει την πυκνότητα του πρωτοπλανητικού δίσκου (όπως καθορίζεται από την περίσσεια υπέρυθρης ακτινοβολίας). Χρησιμοποίησαν επίσης ένα άλλο καθορισμένο μέτρο σχέσης μάζας-φωτεινότητας για να προσδιορίσουν την ηλικία των συστάδων.
Γράφοντας το κλάσμα του δίσκου με την πάροδο της ηλικίας για πληθυσμούς με αστέρια ισοδύναμης με τον Ήλιο σε σύγκριση με πληθυσμούς αστεριών χαμηλής μεταλλικότητας στον εξωτερικό γαλαξία υποδηλώνει ότι οι πρωτοπλανητικοί δίσκοι αυτών των αστεριών χαμηλής μεταλλικότητας διασκορπίζονται πολύ πιο γρήγορα.
Οι συγγραφείς προτείνουν ότι η διαδικασία της φωτοεξάτμισης μπορεί να βασιστεί στη μικρότερη διάρκεια ζωής των δίσκων χαμηλού μετάλλου - όπου η επίδραση των φωτονίων είναι επαρκής για τη γρήγορη διασπορά υδρογόνου και ηλίου χαμηλής ατομικής μάζας, ενώ η παρουσία μετάλλων υψηλότερου ατομικού βάρους μπορεί να εκτρέψει αυτά τα φωτόνια και συνεπώς να διατηρήσει έναν πρωτοπλανητικό δίσκο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Όπως επισημαίνουν οι συγγραφείς, η χαμηλότερη διάρκεια ζωής των δίσκων χαμηλής μεταλλικότητας μειώνει την πιθανότητα σχηματισμού πλανητών. Παρόλο που οι συγγραφείς αποφεύγουν πολύ περισσότερη κερδοσκοπία, οι συνέπειες αυτής της σχέσης φαίνεται ότι είναι, καθώς και να περιμένουμε να βρούμε λιγότερους πλανήτες γύρω από τα αστέρια προς την εξωτερική άκρη του γαλαξία - ίσως επίσης περιμένουμε να βρούμε λιγότερους πλανήτες γύρω από οποιονδήποτε παλιό πληθυσμό II αστέρια που θα είχαν επίσης σχηματιστεί σε περιβάλλοντα χαμηλής μεταλλικότητας.
Πράγματι, αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι πλανήτες, ακόμη και οι γίγαντες αερίου, μπορεί να ήταν εξαιρετικά σπάνιοι στο πρώιμο σύμπαν - και έγιναν συνηθισμένοι μόνο αργότερα στην εξέλιξη του σύμπαντος - αφού οι αστρικές διεργασίες νουκλεοσύνθεσης είχαν σπείρει επαρκώς τον Κόσμο με μέταλλα.
Περαιτέρω ανάγνωση: Yasui, C., Kobayashi, N., Tokunaga, A., Saito, M. and Tokoku, C.
Σύντομη διάρκεια ζωής των πρωτοπλανητικών δίσκων σε περιβάλλοντα χαμηλής μεταλλικότητας
