Attēla kredīts: NASA
Mūsu apkārtnes zvaigžņu aptauja atklāja, ka tām, kas bagātas ar metāliem, piemēram, dzelzi un titānu, ir piecas reizes lielāka iespēja, ka planētas riņķo ap tām. Debra Fišere no Kalifornijas universitātes Berklija saka: “Ja paskatās uz zvaigznēm, kas bagātas ar metālu, 20 procentiem ir planētas. Tas ir satriecoši. ” (ieguldījis Darren Osborne)
Salīdzinot 754 tuvumā esošās zvaigznes, piemēram, mūsu sauli - dažas ar planētām, bet dažas bez -, skaidri parāda, ka jo vairāk zvaigznī ir dzelzs un citu metālu, jo lielāka ir planētas pavadoņu iespējamība.
"Astronomi ir sacījuši, ka tikai 5 procentiem zvaigžņu ir planētas, taču tas nav ļoti precīzs novērtējums," sacīja Debra Fišere, pētījuma astronome Kalifornijas universitātē Bērklijā. “Mēs tagad zinām, ka zvaigznēm, kurās ir daudz smago metālu, ir piecas reizes lielāka iespējamība, ka tās riņķo apkārt planētām nekā zvaigznēm, kurām trūkst metālu. Ja paskatās uz zvaigznēm, kas bagātas ar metālu, 20 procentiem ir planētas. Tas ir satriecoši. ”
“Metāli ir sēklas, no kurām veidojas planētas,” piebilda kolēģis Džefs Valenti, Kosmona teleskopa zinātnes institūta (STScI) astronoma asistents Baltimorā, Md.
Fišere iepazīstinās ar sīkāku informāciju par viņas un Valenti veikto analīzi plkst. 13.30. Austrālijas Austrumu standarta laiks (AEST) pirmdien, 21. jūlijā, Starptautiskās astronomiskās savienības sanāksmē Sidnejā, Austrālijā.
Dzelzs un citi elementi, kas ir smagāki par hēliju - ko astronomi saliek kopā kā “metāli” - tiek radīti saplūšanas reakcijās zvaigžņu iekšienē un iesēti starpzvaigžņu vidē ar iespaidīgiem supernovas sprādzieniem. Tādējādi, lai arī Piena Ceļa galaktikas agrīnajā vēsturē metāli bija ārkārtīgi reti, laika gaitā katra nākamā zvaigžņu paaudze šiem elementiem kļuva bagātāka, palielinot planētas veidošanās iespējas.
"Zvaigznēm, kas veidojas šodien, daudz lielāka iespēja ir planētām nekā zvaigžņu paaudzēm," sacīja Valenti. "Tas ir planētu mazuļu uzplaukums."
Tā kā ekstrasolāru planētu skaits ir pieaudzis - tagad ir zināms, ka planētām ir apmēram 100 zvaigžņu, astronomi ir pamanījuši, ka zvaigznes, kas bagātas ar metāliem, biežāk piestāj planētām. Korelācija starp zvaigznes “metalicitāti” - dzelzs daudzuma mēri zvaigznes ārējā slānī, kas norāda uz daudzu citu elementu pārpilnību, sākot no niķeļa līdz silīcijam -, iepriekš bija ieteikuši astronomi Guillermo Gonzalez un Nuno Santos, pamatojoties uz apsekojumiem par daži desmiti planētas nesošu zvaigžņu.
Fišera un Valenti jaunais metālu skaita apsekojums ir pirmais, kas aptver statistiski lielu paraugu, kurā ir 61 zvaigzne ar planētām un 693 zvaigznes bez planētām. Viņu analīze sniedz skaitļus, kas pierāda korelāciju starp metālu pārpilnību un planētu veidošanos.
“Cilvēki jau diezgan detalizēti ir apskatījuši lielāko daļu zvaigžņu ar zināmām planētām, taču viņi būtībā ir ignorējuši simtiem zvaigžņu, kurām, šķiet, nav planētu. Šīs nepietiekami novērtētās zvaigznes nodrošina kontekstu, lai saprastu, kāpēc veidojas planētas, ”sacīja Valenti, kurš ir eksperts zvaigžņu ķīmiskā sastāva noteikšanā.
Dati rāda, ka tādām zvaigznēm kā saule, kuru metāla saturs tiek uzskatīts par tipisku zvaigznēm mūsu apkārtnē, ir 5 līdz 10 procentu iespēja, ka tām ir planētas. Zvaigznēm, kurās ir trīs reizes vairāk metāla nekā saule, ir 20 procentu iespējamība, ka uz tām atrodas planētas, savukārt tām zvaigznēm, kurām ir 1/3 saules metāla satura, ir aptuveni 3 procenti iespēju, ka tām ir planētas. Paraugā iekļautajām 29 visnabadzīgākajām zvaigznēm, kurām bija mazāk nekā 1/3 saules metālu pārpilnības, nebija planētu.
"Šie dati liek domāt par metaliskuma slieksni, un tādējādi ne visām zvaigznēm mūsu galaktikā ir vienādas iespējas veidot planētu sistēmas," sacīja Fišers. Tas, vai zvaigznei ir planētas pavadoņi, ir tās dzimšanas nosacījums. Tiem, kuriem ir lielāks sākotnējais metālu piešķīrums, ir priekšrocības salīdzinājumā ar tiem, kuriem tādu nav, šo tendenci mēs tagad skaidri redzam ar šiem jaunajiem datiem. ”
Divi astronomi noteica metāla sastāvu, analizējot 1600 spektrus no vairāk nekā 1000 zvaigznēm pirms analīzes sašaurināšanas līdz 754 zvaigznēm, kuras tika novērotas pietiekami ilgi, lai gāzu milzu planētu vadītu uz iekšu vai ārā. Dažas no šīm zvaigznēm 15 gadus ir novērojušas Fišers, UC Bērkli astronomijas profesors Džefrijs Marčijs un kolēģis Pols Butlers, tagad Vašingtonas Kārnegi institūtā, sistemātiski meklējot ekstrasistālas planētas ap tuvējām zvaigznēm. Visas 754 zvaigznes tika apsekotas vairāk nekā divus gadus, kas bija pietiekami daudz laika, lai noteiktu, vai atrodas tuvplānā esoša Jupitera izmēra planēta.
Lai gan zvaigžņu virsmās ir daudz metālu, astronomi koncentrējās uz pieciem - dzelzi, niķeli, titānu, silīciju un nātriju. Pēc četru gadu ilgas analīzes astronomi spēja sagrupēt zvaigznes pēc metāla sastāva un noteikt varbūtību, ka noteikta sastāva zvaigznēm ir planētas. Piemēram, ar dzelzi zvaigznes tika sarindotas attiecībā pret saules dzelzs saturu, kas ir 0,0032%.
"Šī ir visneobjektīvākā šāda veida aptauja," uzsvēra Fišers. "Tas ir unikāls, jo visi metālu daudzumi tika noteikti ar vienu un to pašu paņēmienu, un mēs analizējām visas mūsu projekta zvaigznes, izmantojot vairāk nekā divu gadu datus."
.
Fišers sacīja, ka jaunie dati liek domāt, kāpēc ar metālu bagātas zvaigznes, visticamāk, veidos planētu sistēmas to veidošanās laikā. Dati saskan ar hipotēzi, ka smagāki elementi vieglāk saliek kopā, ļaujot putekļiem, klintīm un galu galā planētu kodoliem veidoties ap tikko aizdegušām zvaigznēm. Tā kā jaunajai zvaigznei un apkārt esošajam putekļu un gāzes diskam būtu tāds pats sastāvs, no zvaigznes novērotais metāla sastāvs atspoguļo to izejvielu pārpilnību, ieskaitot smagos metālus, kas diskā ir pieejami planētu veidošanai. Dati norāda uz gandrīz lineāru sakarību starp metālu daudzumu un planētu klātbūtnes iespēju.
"Šie rezultāti mums pasaka, kāpēc dažām Piena ceļa galaktikas zvaigznēm ir planētas, bet citām nav," sacīja Marcijs. "Smagajiem metāliem ir jākļūst kopā, lai veidotos ieži, kas paši salīp planētu cietajos kodolos."
Fišera un Valenti pētījumus atbalsta Nacionālā aeronautikas un kosmosa pārvalde, Nacionālais zinātnes fonds, Daļiņu fizikas un astronomijas pētījumu padome (PPARC) Apvienotajā Karalistē, Anglo-Austrālijas observatorija, Sun Microsystems, Keck Observatory un Kalifornijas universitātes Lick observatorijas.
Oriģinālais avots: Berkeley News Release
