Nie tak przewidywalne - małe planety mogą formować się wokół gwiazd z mniejszą ilością pierwiastków ciężkich
Naukowcy byli przez długi czas przekonani, że małe planety podobne do Ziemi formują się wyłącznie wokół planet o wysokiej zawartości takich pierwiastków jak żelazo i krzem, ale teraz wyniki nowych badań przeprowadzonych przez naukowców z Danii, Szwecji i USA pokazują, że małe planety mogą tak naprawdę powstawać wokół gwiazd zawierających szeroki wachlarz pierwiastków ciężkich. Odkrycia zwiększają prawdopodobieństwo występowania we wszechświecie małych planet podobnych do Ziemi. W toku badań, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Nature, zespół wykorzystał Kosmiczny Teleskop Keplera Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) do analizy składu pierwiastkowego ponad 150 gwiazd zapewniających przystań dla 226 kandydatek na planety mniejsze od Neptuna. Jeden z naukowców, Anders Johansen z Uniwersytetu w Lund, Szwecja, otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) dla początkujących naukowców na realizację projektu PEBBLE2PLANET (Od kamyków do planet - w stronę nowych horyzontów formowania się planet). Przedsięwzięcie zostało sfinansowane na kwotę 1.330.000 EUR z tematu "Pomysły" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Naczelny autor raportu z badań Lars A. Buchhave, astrofizyk z Instytutu Nielsa Bohra i Centre for Star and Planet Formation przy Uniwersytecie w Kopenhadze, zauważa: "Chciałem zbadać, czy małe planety potrzebują specjalnego środowiska do formowania się, tak jak olbrzymie planety gazowe, o których wiemy, że preferują środowiska o wysokiej zawartości pierwiastków ciężkich. Wyniki tych badań pokazują, że małe planety nie rozróżniają i formują się wokół gwiazd zawierających szeroki wachlarz metali ciężkich, w tym także takich, które zawierają jedynie 25% metaliczności Słońca". Badania ujawniają, że planety do czterech razy większe od Ziemi mogą formować się wokół gwiazd zawierających szeroki wachlarz pierwiastków ciężkich, w tym wokół gwiazd o metaliczności niższej od Słońca. Gwiazda to olbrzymia kula żarzącego się gazu, która wytwarza energię poprzez syntezę jądrową wodoru i helu w coraz cięższe pierwiastki. Po przekształceniu całego jądra na żelazo, energia nie może się już wydobywać i gwiazda umiera, wysyłając masywne obłoki pyłu i gazu w kosmos. Te olbrzymie obłoki gazu i pyłu kondensują się i powstają z nich nowe gwiazdy i planety. Każda kolejna generacja gwiazd ma wyższą od poprzedniej zawartość pierwiastków ciężkich. Planety powstają z pozostałości obłoków gazu i pyłu, które wirują wokół nowo utworzonej gwiazdy. W kolejnych generacjach gwiazd o wyższej zawartości pierwiastków ciężkich, pozostałe cząstki pyłu i gazu, z których następnie tworzą się planety posiadają skład pierwiastkowy sprzyjający najprawdopodobniej formowaniu się gazowych olbrzymów, takich jak Saturn czy Jowisz. Aczkolwiek wyniki nowych badań pokazują, że rzeczy mają się inaczej w przypadku mniejszych planet, jak wyjaśnia Lars A. Buchhave: "Przeanalizowaliśmy metodą spektroskopową skład pierwiastkowy gwiazd pod kątem 226 egzoplanet. Większość planet jest mała, tj. odpowiada planetom stałym w naszym Układzie Słonecznym, lub ma promień do czterech razy większy od Ziemi. Odkryliśmy, że w odróżnieniu od gazowych olbrzymów, występowanie mniejszych planet nie jest ściśle uzależnione od gwiazd o wysokiej zawartości pierwiastków ciężkich. Planety, które są cztery razy większe od Ziemi mogą formować się wokół niezwykle zróżnicowanych gwiazd - również uboższych w pierwiastki ciężkie". Zatem, skoro ich formowanie się nie jest uzależnione od wysokiej zawartości pierwiastków ciężkich w gwiazdach macierzystych, planety podobne do Ziemi mogą być znacznie liczniejsze w galaktyce niż przypuszczamy. Kosmiczny Teleskop Keplera, od wystrzelenia w 2009 r., poszukuje planet stale monitorując ponad 150.000 gwiazd, zwracając uwagę na spadki jasności powodowane przechodzącymi lub tranzytującymi planetami. Aby potwierdzić sygnał jako planetę wymagane są co najmniej trzy tranzyty. Potrzebne są również obserwacje przez teleskopy naziemne dla potwierdzenia, że kandydatka jest planetą. Spektroskopowe obserwacje naziemne zostały na potrzeby badań przeprowadzone za pomocą Nordyckiego Teleskopu Optycznego (NOT) na wyspie La Palma w archipelagu Wysp Kanaryjskich oraz trzech teleskopów w USA: Obserwatorium Freda Lawrence'a Whipple'a (FLWO) na górze Mount Hopkins w Arizonie, Obserwatorium McDonalda Uniwersytetu Teksasu w Austin oraz Obserwatorium W. M. Kecka na szczycie Mauna Kea na Hawajach.Więcej informacji: Uniwersytet w Kopenhadze: http://www.ku.dk/english/
Kraje
Dania, Szwecja, Stany Zjednoczone