Zaskakująca analiza składu gazowych olbrzymów i ich gwiazd macierzystych pokazuje, że nie ma silnej zależności między składem chemicznym, jeżeli chodzi o pierwiastki cięższe niż wodór i hel. Odkrycie to ma ważne implikacje dla naszego zrozumienia procesu formowania się planet.
W młodości gwiazdy otoczone są wirującym dyskiem gazu i pyłu, z którego rodzą się planety. Astronomowie od dawna zastanawiają się, jak bardzo skład gwiazd determinuje materię, z której zbudowane są planety – pytanie, które łatwiej jest zadać, skoro wiemy, że galaktyka pełna jest egzoplanet.
Jak wyjaśnia Johanna Teske, autorka pracy opublikowanej w „The Astronomical Journal”, zrozumienie związku między składem chemicznym gwiazdy i jej planet może rzucić światło na proces formowania się planet.
Wcześniejsze badania wykazały, że występowanie gazowych olbrzymów wzrasta wokół gwiazd o wyższym stężeniu ciężkich pierwiastków innych niż wodór i hel. Uważa się, że dostarcza to dowodów na jedną z głównych konkurencyjnych teorii na temat powstawania planet, która sugeruje, że gazowe olbrzymy formują się od powolnej akrecji materii dysku do momentu powstania jądra o masie ok. 10 razy większej niż masa Ziemi. W tym momencie skaliste niemowlęce planetozymale mogą otoczyć się wodorem i helem, rodząc dojrzałą olbrzymią gazową planetę.
Teske, Daniel Thorngren – współautor pracy – i ich koledzy porównali zawartość ciężkich pierwiastków 24 chłodnych gazowych olbrzymów z obfitością „pierwiastków tworzących planety” – węgiel, tlen, magnez, krzem, żelazo i nikiel w 19 gwiazdach-gospodarzach.
Byli zaskoczeni, gdy stwierdzili, że nie ma zależności między liczbą ciężkich pierwiastków w olbrzymich planetach a liczbą pierwiastków tworzących planety w ich gwiazdach-gospodarzach. Jak więc astronomowie mogą wyjaśnić ustanowiony trend, że gwiazdy bogate w ciężkie pierwiastki częściej posiadają gazowe olbrzymy?
Jedna wskazówka może pochodzić z wyników badań dotyczących łączenia ciężkich pierwiastków w grupy, które odzwierciedlają ich charakterystykę. Autorzy zauważyli wstępną zależność między pierwiastkami ciężkimi planety a względną obfitością węgla i tlenu gwiazdy macierzystej, które są nazywane pierwiastkami lotnymi.
Taske powiedziała: Jestem podekscytowana dalszym badaniem tego niepewnego wyniku i mam nadzieję, że dodam więcej informacji do naszego zrozumienia związków między składem chemicznym gwiazd i planet z nadchodzących misji, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który będzie w stanie mierzyć pierwiastki w atmosferach egzoplanet.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej:
Gas Giant Composition Not Determined By Host Star
Źródło: Carnegie Science
Na zdjęciu: Wizja artystyczna egzoplanety Kepler-432b. Dzięki uprzejmości dzięki uprzejmości MarioProtIV / Wikimedia Commons.
