Opmerking van de uitgever: Deze gastpost is geschreven door Andy Tomaswick, een elektrotechnisch ingenieur die ruimtewetenschap en technologie volgt.
Zoals de veelgeprezen astronoom Carl Sagan ooit zei: 'We zijn allemaal gemaakt van sterrenstof'. Dat geldt ook voor de massa extra-zonneplaneten die momenteel in een adembenemend tempo worden ontdekt. Wat Sagan bedoelde was dat alle elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium, algemeen bekend als "metalen" voor astrofysici, in de binnenovens van sterren moeten worden gecreëerd. Maar het kost tijd voor sterren om deze zwaardere elementen te creëren, en aangezien ze nodig zijn om planeten te starten, kunnen die tijdsperioden een grote impact hebben op de vorming van het zonnestelsel.
Nieuw onderzoek onder leiding van de Universiteit van Kopenhagen met hulp van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics werpt enig licht op die tijdsperioden. In een paper die onlangs werd gepresenteerd tijdens een bijeenkomst van de American Astronomical Society, selecteerden Lars Buchhave en zijn team meer dan 150 sterren met bekende planetaire systemen die werden gecatalogiseerd door NASA's Kepler-missie. Vervolgens bestudeerden ze het metaalgehalte van deze ster en de grootte van de planeten in hun zonnestelsels. Wat ze ontdekten was dat gasreuzenplaneten zich eerder rond metaalrijke sterren vormden, terwijl aardse planeten zich net zo goed rond metaalrijke of metaalarme sterren vormden.
Zoals het team uitlegt, past de reden hiervoor keurig in het 'core accretie'-model van planetaire vorming. Elke gasreus heeft een metalen kern waarrond waterstof en helium zich ophopen. Als er echter geen kern is om rond te verzamelen, worden de lichtere elementen weggeblazen door stellaire winden terwijl de ster nog relatief jong is. Als een ster een hoog gehalte aan metaal heeft, kunnen de potentiële planeten ervan in staat zijn snel een grote metalen kern te vormen, voordat de wind zijn werk doet. De kern zal dan het resterende gas door zwaartekracht naar zich toe trekken en een nieuwe gasreus wordt geboren.
Aan de andere kant is de vorming van terrestrische planeten niet afhankelijk van helium en waterstof en daarom niet onderworpen aan dezelfde tijdsdruk. Als een ster een lager metaalgehalte heeft, kan het langer duren om terrestrische planeten te vormen, maar alle ingrediënten zijn er nog steeds. In wezen is er geen maximale tijdslimiet voor de vorming van een terrestrische planeet, terwijl een gasreus zich snel moet ontwikkelen om zijn waterstof en helium gevangen te houden in het zonnestelsel.
Zoals bij al het goede onderzoek, roepen deze resultaten veel meer vragen op. Hoe snel moet de kern van een gasreus worden gevormd voordat het materiaal verloren gaat? Komen aardse planeten veel vaker voor gezien hun grotere scheppingsperiodes en tal van potentiële oudersterren? Toekomstig werk aan planetaire systemen buiten de zon zou kunnen helpen om meer antwoorden te geven.
Bijschrift afbeelding leiden: Het concept van deze kunstenaar toont een nieuw gevormde ster omringd door een wervelende protoplanetaire schijf van stof en gas. Credit: Universiteit van Kopenhagen / Lars Buchhave
Bron: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
