Hvězdy bohaté na kov hostují bližší planety

Hvězdy bohaté na železo jsou hostitelem planet na bližších drahách, než jejich sourozenci chudí na železo. Výsledky by mohly pomoci odhalit, jak se planety tvoří.

Umělec dojem pohledu těsně nad povrchem jedné ze středních planet v systému TRAPPIST-1. Dojem založený na známých fyzikálních parametrech pro pozorované planety a hvězdy a použití rozsáhlé databáze objektů ve vesmíru.
ESO / N. Bartmann / spaceengine.org

Čím více železa obsahuje hvězda, tím blíž k oběžné dráze planety. A astronomové si nejsou zcela jisti proč.

Robert Wilson, postgraduální student na University of Virginia, oznámil záhadný výsledek na setkání americké astronomické společnosti ve Washingtonu, DC

Hvězdy jsou většinou vodík a hélium, s pouhým roztříštěním těžších prvků. Protože hvězdy vytvářejí v jádru těžké prvky, ty, které vidíme na povrchu, pocházejí z předchozích generací hvězd. Čím delší je linie hvězd, tím více prvků obohacuje (nebo znečišťuje, v závislosti na vašem úhlu pohledu). Nejtěžší prvek, který může hvězda vyrobit, je železo, takže jeho hojnost slouží jako zástupný znak pro přítomnost všech ostatních prvků ve hvězdě, nebo v astrologické řeči, metaličnost hvězdy.

Planety se tvoří ze stejného zemního plynu jako jejich mateřská hvězda. Vysoká metalicita hvězdy je tedy známkou toho, že její planety se spojily v plynu obohaceném kovem. Předchozí studie zjistily, že metalurgie hraje roli při formování planety - ale astronomové dosud nechápou, jak spojení funguje.

Wilson studoval vliv metalicity na formování planety pomocí údajů o 282 kandidátech objevených misí Keplerových lovů exoplanet. Sloanský 2, 5 metrový dalekohled v Novém Mexiku vzal spektra těchto systémů jako součást programu APOGEE a odhalil hojnost železa každé hvězdy.

Koncepce tohoto umělce ukazuje siluetu skalnaté planety, zvané HD 219134b, když prochází před hvězdou.
NASA / JPL-Caltech

K Wilsonovu překvapení, hvězdy nejbohatší na železných hostitelských planetách na spletitě blízkých drahách, zatímco hvězdy s nižším množstvím železa mají planety na vzdálenějších oběžných drahách. Výsledky poukazují na rozdílnou historii formování obou typů planet.

Jasná čára rozděluje dvě skupiny planet: hvězdy bohaté na železo hostují planety s oběžnými dráhami 8 dní nebo méně, zatímco vzdálenější planety obíhají své železo chudé hvězdy v obdobích delších než 8 dnů. Tyto dvě sady hvězd se však od sebe navzájem neliší - ty, které jsou označeny jako bohaté na železo, mají jen o 25% více než ty, které jsou označeny jako chudé na železo.

"Je to jako přidat pět osmin čajové lžičky soli do receptu na košíčky, který vyžaduje půl lžičky, ze všech ostatních složek, " říká Wilson. Když pečeme planetu, ukáže se, že i malý rozdíl v metalitě rodného mraku planety může mít překvapivě silné účinky na její formaci.

Ale jak? Wilson má podezření, že plyn s vyšší metalicitou vytváří plošší disky pro vytváření planet. Přítomnost těžkých prvků pomáhá plynu v planetovém disku ochladit se a zhroutit se na středovou čáru - jako když někdo zapomněl prášek do pečiva při výrobě palačinek. Tenčí disky usnadňují migraci formování planet směrem dovnitř, blíže ke hvězdě.

Dalším krokem bude astronomická verze Americké testovací kuchyně: Wilson spolupracuje s teoretiky na vaření hvězd a jejich disků vytvářejících planetu v různých prostředích s metalitou, aby zjistil, zda dokážou reprodukovat stejnou propast bohatou na železo / chudou na železo.