Πιστωτική εικόνα: NASA
Μια έρευνα για αστέρια στη γειτονιά μας αποκάλυψε ότι τα πλούσια σε μέταλλα, όπως ο σίδηρος και το τιτάνιο, είναι πέντε φορές πιο πιθανό να έχουν πλανήτες σε τροχιά γύρω τους. Η Ντέμπρα Φίσερ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, λέει: «Αν κοιτάξεις τα πλούσια σε μέταλλα αστέρια, το 20% έχει πλανήτες. Αυτό είναι εκπληκτικό. " (συνεισφορά από τον Darren Osborne)
Μια σύγκριση 754 κοντινών αστεριών όπως ο ήλιος μας - μερικά με πλανήτες και μερικά χωρίς - δείχνει καθοριστικά ότι όσο περισσότερο σίδερο και άλλα μέταλλα υπάρχουν σε ένα αστέρι, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα να έχει έναν πλανήτη.
«Οι αστρονόμοι λένε ότι μόνο το 5% των αστεριών έχει πλανήτες, αλλά αυτό δεν είναι μια πολύ ακριβής εκτίμηση», δήλωσε η Ντέμπρα Φίσσερ, ερευνητής αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. «Γνωρίζουμε τώρα ότι τα άστρα που είναι άφθονα σε βαρέα μέταλλα είναι πέντε φορές πιο πιθανό να φιλοξενήσουν πλανήτες σε τροχιά από ότι τα αστέρια με έλλειψη μετάλλων. Αν κοιτάξετε τα πλούσια σε μέταλλα αστέρια, το 20% έχει πλανήτες. Αυτό είναι εκπληκτικό. "
«Τα μέταλλα είναι οι σπόροι από τους οποίους σχηματίζονται οι πλανήτες», πρόσθεσε ο συνάδελφος Jeff Valenti, βοηθός αστρονόμος στο Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη, Md.
Η Fischer θα παρουσιάσει λεπτομέρειες της ανάλυσης από αυτήν και τη Valenti στις 1:30 μ.μ. Αυστραλιανή Τυπική Ώρα (AEST) τη Δευτέρα 21 Ιουλίου, στη συνάντηση της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης στο Σίδνεϊ της Αυστραλίας.
Ο σίδηρος και άλλα στοιχεία βαρύτερα από το ήλιο - αυτό που οι αστρονόμοι συσσωρεύονται ως "μέταλλα" - δημιουργούνται από αντιδράσεις σύντηξης μέσα σε αστέρια και σπέρνονται στο διαστρικό μέσο από θεαματικές εκρήξεις σουπερνόβα. Έτσι, ενώ τα μέταλλα ήταν εξαιρετικά σπάνια στην πρώιμη ιστορία του γαλαξία του Γαλαξία, με την πάροδο του χρόνου, κάθε διαδοχική γενιά αστεριών έγινε πλουσιότερη σε αυτά τα στοιχεία, αυξάνοντας τις πιθανότητες σχηματισμού πλανήτη.
«Τα αστέρια που σχηματίζονται σήμερα είναι πολύ πιο πιθανό να έχουν πλανήτες από τις πρώτες γενιές των αστεριών», δήλωσε ο Valenti. "Είναι μια πλανητική έκρηξη του μωρού."
Καθώς ο αριθμός των εξωηλιακών πλανητών έχει αυξηθεί - περίπου 100 αστέρια είναι πλέον γνωστό ότι έχουν πλανήτες - οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι τα αστέρια πλούσια σε μέταλλα είναι πιο πιθανό να φιλοξενήσουν πλανήτες. Ένας συσχετισμός μεταξύ της «μεταλλικότητας» ενός άστρου - ένα μέτρο αφθονίας σιδήρου στο εξωτερικό στρώμα ενός άστρου που είναι ενδεικτικό της αφθονίας πολλών άλλων στοιχείων, από νικέλιο έως πυρίτιο - είχε προταθεί προηγουμένως από τους αστρονόμους Guillermo Gonzalez και Nuno Santos με βάση έρευνες μερικές δεκάδες αστέρια που φέρουν τον πλανήτη.
Η νέα έρευνα για τις μεταλλικές αφθονίες των Fischer και Valenti είναι η πρώτη που κάλυψε ένα στατιστικά μεγάλο δείγμα 61 αστέρων με πλανήτες και 693 αστέρια χωρίς πλανήτες. Η ανάλυσή τους παρέχει τους αριθμούς που αποδεικνύουν τη σχέση μεταξύ αφθονίας μετάλλων και σχηματισμού πλανητών.
«Οι άνθρωποι έχουν ήδη κοιτάξει με λεπτομέρεια στα περισσότερα αστέρια με γνωστούς πλανήτες, αλλά ουσιαστικά αγνόησαν τα εκατοντάδες αστέρια που δεν φαίνεται να έχουν πλανήτες. Αυτά τα υποτιμημένα αστέρια παρέχουν το πλαίσιο για την κατανόηση γιατί σχηματίζονται πλανήτες », δήλωσε ο Valenti, ο οποίος είναι ειδικός στον προσδιορισμό της χημικής σύνθεσης των αστεριών.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι τα αστέρια όπως ο ήλιος, των οποίων το μεταλλικό περιεχόμενο θεωρείται τυπικό των αστεριών στη γειτονιά μας, έχουν πιθανότητα 5 έως 10 τοις εκατό να έχουν πλανήτες. Τα αστέρια με τρεις φορές περισσότερο μέταλλο από τον ήλιο έχουν πιθανότητα 20 τοις εκατό να φιλοξενήσουν πλανήτες, ενώ εκείνα με το 1/3 το μεταλλικό περιεχόμενο του ήλιου έχουν περίπου 3 τοις εκατό πιθανότητα να έχουν πλανήτες. Τα 29 πιο ασήμαντα αστέρια στο δείγμα, όλα με λιγότερη από το 1/3 μεταλλική αφθονία του ήλιου, δεν είχαν πλανήτες.
"Αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι υπάρχει ένα κατώτατο όριο μεταλλικότητας, και έτσι δεν έχουν όλα τα αστέρια στον γαλαξία μας την ίδια πιθανότητα να σχηματίσουν πλανητικά συστήματα", δήλωσε ο Fischer. «Το αν ένα αστέρι έχει πλανητικούς συντρόφους ή όχι είναι προϋπόθεση για τη γέννησή του. Εκείνοι με μεγαλύτερη αρχική κατανομή μετάλλων έχουν ένα πλεονέκτημα έναντι αυτών χωρίς, μια τάση που μπορούμε τώρα να δούμε καθαρά με αυτά τα νέα δεδομένα. "
Οι δύο αστρονόμοι καθόρισαν τη μεταλλική σύνθεση αναλύοντας 1.600 φάσματα από περισσότερα από 1.000 αστέρια προτού περιορίσουν την ανάλυση σε 754 αστέρια που είχαν παρατηρηθεί αρκετά καιρό για να κυριαρχήσουν μέσα ή έξω σε έναν γιγαντιαίο πλανήτη αερίου. Μερικά από αυτά τα αστέρια έχουν παρατηρηθεί για 15 χρόνια από τον Fischer, τον Geoffrey Marcy, καθηγητή αστρονομίας στο UC Berkeley, και τον συνάδελφό του Paul Butler, τώρα στο Carnegie Institution of Washington, στη συστηματική τους αναζήτηση για εξωηλιακούς πλανήτες γύρω από τα κοντινά αστέρια. Και τα 754 αστέρια ερευνήθηκαν για περισσότερα από δύο χρόνια, αρκετός χρόνος για να προσδιοριστεί εάν υπάρχει ένας πλανήτης μεγέθους Δία κοντά ή όχι.
Αν και οι επιφάνειες των αστεριών περιέχουν πολλά μέταλλα, οι αστρονόμοι επικεντρώθηκαν σε πέντε σίδηρο, νικέλιο, τιτάνιο, πυρίτιο και νάτριο. Μετά από τέσσερα χρόνια ανάλυσης, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να ομαδοποιήσουν τα αστέρια με μεταλλική σύνθεση και να προσδιορίσουν την πιθανότητα τα αστέρια μιας συγκεκριμένης σύνθεσης να έχουν πλανήτες. Με σίδηρο, για παράδειγμα, τα αστέρια κατατάχθηκαν σε σχέση με την περιεκτικότητα σε σίδηρο στον ήλιο, που είναι 0,0032%.
«Αυτή είναι η πιο αμερόληπτη έρευνα του είδους της», τόνισε ο Fischer. "Είναι μοναδικό γιατί όλες οι μεταλλικές αφθονίες καθορίστηκαν με την ίδια τεχνική και αναλύσαμε όλα τα αστέρια στο έργο μας με περισσότερα από δύο χρόνια δεδομένων."
.
Ο Fischer είπε ότι τα νέα δεδομένα δείχνουν γιατί τα πλούσια σε μέταλλα αστέρια είναι πιθανό να αναπτύξουν πλανητικά συστήματα καθώς σχηματίζονται. Τα δεδομένα συνάδουν με την υπόθεση ότι τα βαρύτερα στοιχεία κολλάνε πιο εύκολα, επιτρέποντας στη σκόνη, τους βράχους και τελικά τους πλανητικούς πυρήνες να σχηματιστούν γύρω από τα νέα αναφλεγμένα αστέρια. Δεδομένου ότι το νεαρό αστέρι και ο γύρω δίσκος σκόνης και αερίου θα έχουν την ίδια σύνθεση, η μεταλλική σύνθεση που παρατηρείται από το αστέρι αντικατοπτρίζει την αφθονία των πρώτων υλών, συμπεριλαμβανομένων των βαρέων μετάλλων, που διατίθενται στον δίσκο για την κατασκευή πλανητών. Τα δεδομένα υποδεικνύουν μια σχεδόν γραμμική σχέση μεταξύ της ποσότητας των μετάλλων και της πιθανότητας φιλοξενίας πλανητών.
«Αυτά τα αποτελέσματα μας λένε γιατί μερικά από τα αστέρια στον γαλαξία μας στον Γαλαξία μας έχουν πλανήτες, ενώ άλλα όχι», δήλωσε η Marcy. "Τα βαρέα μέταλλα πρέπει να συσσωρεύονται για να σχηματίσουν βράχους που οι ίδιοι συσσωρεύονται στους συμπαγείς πυρήνες των πλανητών."
Η έρευνα των Fischer και Valenti υποστηρίζεται από την Εθνική Διοίκηση Αεροναυτικής και Διαστήματος, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, το Συμβούλιο Ερευνών Σωματιδίων Φυσικής και Αστρονομίας (PPARC) στο Ηνωμένο Βασίλειο, το Αγγλο-Αυστραλιανό Παρατηρητήριο, τα Sun Microsystems, το Παρατηρητήριο Keck και το Παρατηρητήρια Lick του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Berkeley
