Afbeelding tegoed: NASA
Een onderzoek onder sterren in onze buurt heeft uitgewezen dat metalen die rijk zijn aan metalen, zoals ijzer en titanium, vijf keer meer kans hebben om planeten te laten draaien. Debra Fisher van de University of California, Berkley, zegt: 'Als je naar de metaalrijke sterren kijkt, heeft 20 procent planeten. Dat is verbluffend. " (bijgedragen door Darren Osborne)
Een vergelijking van 754 sterren in de buurt zoals onze zon - sommige met planeten en andere zonder - laat definitief zien dat hoe meer ijzer en andere metalen er in een ster zitten, hoe groter de kans dat deze een metgezel heeft.
"Astronomen hebben gezegd dat slechts 5 procent van de sterren planeten heeft, maar dat is geen erg nauwkeurige beoordeling", zegt Debra Fischer, onderzoeksastronoom aan de University of California, Berkeley. “We weten nu dat sterren die veel voorkomen in zware metalen vijf keer meer kans hebben om planeten te herbergen dan sterren met een tekort aan metalen. Als je naar de metaalrijke sterren kijkt, heeft 20 procent planeten. Dat is verbluffend. "
"De metalen zijn de zaden waaruit planeten worden gevormd", voegde collega Jeff Valenti, een assistent-astronoom bij het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, MD, eraan toe.
Fischer zal om 13.30 uur de details van de analyse door haar en Valenti presenteren. Australian Eastern Standard Time (AEST) op maandag 21 juli tijdens de bijeenkomst van de International Astronomical Union in Sydney, Australië.
IJzer en andere elementen die zwaarder zijn dan helium - wat astronomen als "metalen" samenvoegen - worden gecreëerd door fusiereacties in sterren en in het interstellaire medium gezaaid door spectaculaire supernova-explosies. Dus hoewel metalen in de vroege geschiedenis van het Melkwegstelsel uiterst zeldzaam waren, werd elke opeenvolgende generatie sterren in de loop van de tijd rijker in deze elementen, waardoor de kans op het vormen van een planeet groter werd.
"Sterren die zich vandaag vormen, hebben veel meer kans op planeten dan vroege generaties sterren", zei Valenti. "Het is een planetaire babyboom."
Naarmate het aantal extrasolaire planeten is gegroeid - het is nu bekend dat ongeveer 100 sterren planeten hebben - hebben astronomen opgemerkt dat sterren die rijk zijn aan metalen eerder planeten herbergen. Astronomen Guillermo Gonzalez en Nuno Santos suggereerden eerder een correlatie tussen de "metaliciteit" van een ster - een maat voor de ijzerovermaat in de buitenlaag van een ster die een indicatie is voor de overvloed aan vele andere elementen, van nikkel tot silicium. een paar dozijn planeetdragende sterren.
Het nieuwe onderzoek naar metaalovermaat door Fischer en Valenti is de eerste die een statistisch groot monster van 61 sterren met planeten en 693 sterren zonder planeten bestrijkt. Hun analyse levert de cijfers op die een verband aantonen tussen metaalovervloed en planeetvorming.
"Mensen hebben de meeste sterren met bekende planeten al in detail bekeken, maar ze negeerden in feite de honderden sterren die geen planeten lijken te hebben. Deze ondergewaardeerde sterren bieden de context om te begrijpen waarom planeten ontstaan ”, zegt Valenti, die een expert is in het bepalen van de chemische samenstelling van sterren.
Uit de gegevens blijkt dat sterren zoals de zon, waarvan het metaalgehalte als typisch wordt beschouwd voor sterren in onze buurt, een kans van 5 tot 10 procent hebben om planeten te hebben. Sterren met driemaal meer metaal dan de zon hebben een kans van 20 procent om planeten te herbergen, terwijl sterren met 1/3 van het metaalgehalte van de zon ongeveer 3 procent kans hebben op planeten. De 29 meest metaalarme sterren in de steekproef, allemaal met minder dan 1/3 van de metaalovermaat van de zon, hadden geen planeten.
"Deze gegevens suggereren dat er een drempelmetalliciteit is, en dus niet alle sterren in ons sterrenstelsel dezelfde kans hebben om planetaire systemen te vormen," zei Fischer. 'Of een ster al dan niet planetaire metgezellen heeft, is een voorwaarde voor zijn geboorte. Degenen met een grotere initiële toewijzing van metalen hebben een voordeel ten opzichte van die zonder, een trend die we nu duidelijk kunnen zien met deze nieuwe gegevens. "
De twee astronomen bepaalden de metaalsamenstelling door 1.600 spectra van meer dan 1.000 sterren te analyseren voordat ze de analyse beperkten tot 754 sterren die lang genoeg waren waargenomen om een gasreuzenplaneet naar binnen of naar buiten te regeren. Sommige van deze sterren worden al 15 jaar waargenomen door Fischer, Geoffrey Marcy, hoogleraar astronomie aan UC Berkeley, en collega Paul Butler, nu aan de Carnegie Institution of Washington, in hun systematische zoektocht naar extrasolaire planeten rond nabije sterren. Alle 754 sterren werden meer dan twee jaar lang onderzocht, genoeg tijd om te bepalen of er een nabije planeet van Jupiter-formaat aanwezig is of niet.
Hoewel de oppervlakken van sterren veel metalen bevatten, richtten de astronomen zich op vijf: ijzer, nikkel, titanium, silicium en natrium. Na vier jaar analyse konden de astronomen de sterren groeperen op metaalsamenstelling en de waarschijnlijkheid bepalen dat sterren van een bepaalde compositie planeten hebben. Bij ijzer werden de sterren bijvoorbeeld gerangschikt in verhouding tot het ijzergehalte van de zon, namelijk 0,0032%.
'Dit is het meest onpartijdige onderzoek in zijn soort', benadrukte Fischer. "Het is uniek omdat alle metaalovermaat is bepaald met dezelfde techniek en we hebben alle sterren van ons project geanalyseerd met meer dan twee jaar aan gegevens."
.
Fischer zei dat de nieuwe gegevens suggereren waarom metaalrijke sterren waarschijnlijk planetaire systemen zullen ontwikkelen terwijl ze zich vormen. De gegevens komen overeen met de hypothese dat zwaardere elementen gemakkelijker aan elkaar plakken, waardoor stof, rotsen en uiteindelijk planetaire kernen zich rond nieuw ontstoken sterren kunnen vormen. Aangezien de jonge ster en de omringende stof- en gasschijf dezelfde samenstelling zouden hebben, weerspiegelt de metaalsamenstelling die door de ster wordt waargenomen de overvloed aan grondstoffen, waaronder zware metalen, die op de schijf beschikbaar zijn om planeten te bouwen. De gegevens geven een bijna lineaire relatie aan tussen de hoeveelheid metalen en de kans op het herbergen van planeten.
'Deze resultaten vertellen ons waarom sommige van de sterren in ons Melkwegstelsel planeten hebben en andere niet', zei Marcy. 'De zware metalen moeten samenklonteren om rotsen te vormen die zelf in de vaste kernen van planeten klonteren.'
Het onderzoek van Fischer en Valenti wordt ondersteund door de National Aeronautics and Space Administration, de National Science Foundation, de Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC) in het Verenigd Koninkrijk, de Anglo-Australian Observatory, Sun Microsystems, de Keck Observatory en de Lick Observatories van de University of California.
Oorspronkelijke bron: Berkeley News Release
