Nota redaktora: Ten post został napisany przez Andy'ego Tomaswicka, inżyniera elektrycznego, który podąża za nauką i technologią kosmiczną.
Jak zauważył słynny astronom Carl Sagan: „Wszyscy jesteśmy stworzeni z gwiezdnych rzeczy”. Podobnie jest z mnóstwem planet pozasłonecznych, które są obecnie odkrywane w zapierającym dech tempie. Sagan miał na myśli to, że wszystkie pierwiastki cięższe od wodoru i helu, powszechnie znane astrofizykom jako „metale”, muszą powstawać w wewnętrznych piecach gwiazd. Ale gwiazdy potrzebują czasu, aby stworzyć te cięższe pierwiastki, a ponieważ są one potrzebne do startu planet, te przedziały czasowe mogą mieć duży wpływ na tworzenie Układu Słonecznego.
Nowe badania prowadzone przez University of Copenhagen przy pomocy Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics rzucają nieco światła na te czasy. W artykule opublikowanym niedawno na spotkaniu American Astronomical Society, Lars Buchhave i jego zespół wybrali ponad 150 gwiazd o znanych układach planetarnych, które zostały skatalogowane przez misję NASA Kepler. Następnie zbadali zawartość metali tej gwiazdy i rozmiar planet w ich układach słonecznych. Odkryli, że planety z gazowymi gigantami były bardziej podatne na formowanie się wokół gwiazd bogatych w metale, podczas gdy planety lądowe równie dobrze tworzyły się wokół gwiazd bogatych w metal lub ubogich w metale.
Jak wyjaśnia zespół, przyczyna tego idealnie wpasowuje się w model formacji planetarnej „akrecji rdzeniowej”. Każdy gazowy gigant ma metalowy rdzeń, wokół którego gromadzą się wodór i hel. Jeśli jednak nie ma rdzenia do zebrania, lżejsze elementy zostaną zdmuchnięte przez wiatry gwiezdne, gdy gwiazda jest jeszcze stosunkowo młoda. Jeśli gwiazda ma wystarczająco wysoką zawartość metalu, potencjalne planety mogą szybko uformować duży metalowy rdzeń, zanim wiatry zaczną działać. Rdzeń przyciągnie wówczas grawitacyjnie pozostały gaz i narodzi się nowy gazowy gigant.
Z drugiej strony, tworzenie planet lądowych nie zależy od helu i wodoru, a zatem nie podlega tym samym ograniczeniom czasowym. Jeśli gwiazda ma niższą zawartość metalu, formowanie planet ziemnych może potrwać dłużej, ale wszystkie składniki nadal tam są. Zasadniczo nie ma górnego limitu czasu na utworzenie planety ziemskiej, podczas gdy gazowy gigant musi szybko się rozwijać, aby uwięzić swój wodór i hel w układzie słonecznym.
Jak wszystkie dobre badania, wyniki te otwierają o wiele więcej pytań. Jak szybko musi powstać rdzeń gazowego giganta, zanim jego materiał zostanie utracony? Czy planety lądowe są znacznie bardziej powszechne, biorąc pod uwagę ich większą skalę czasową stworzenia i większą liczbę potencjalnych gwiazd macierzystych? Przyszłe prace nad systemami pozasłonecznymi mogą pomóc w uzyskaniu większej liczby odpowiedzi.
Podpis pod zdjęciem: Koncepcja tego artysty pokazuje nowo powstałą gwiazdę otoczoną wirującym protoplanetarnym dyskiem pyłu i gazu. Źródło: Uniwersytet Kopenhaski / Lars Buchhave
Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
