science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Sommige planetenstelsels houden gewoon niet van zware metalen

Een illustratie van een compacte, systeem met meerdere planeten. Onderzoekers hebben ontdekt dat dergelijke systemen zich eerder vormen rond sterren met minder zware elementen dan onze eigen zon. Krediet:Michael S. Helfenbein/Yale University

Kleine planetaire systemen met meerdere planeten zijn geen fans van heavy metal - denk aan ijzer, niet Iron Maiden - volgens een nieuwe studie van de Yale University.

Onderzoekers van Yale en het Flatiron Institute hebben ontdekt dat compacte, Het is waarschijnlijker dat systemen met meerdere planeten zich vormen rond sterren die minder zware elementen bevatten dan onze eigen zon. Dit druist in tegen een groot deel van het huidige onderzoek, die zich heeft gericht op sterren met een hogere metalliciteit.

Het onderzoeksteam bekeek 700 sterren en hun omringende planeten voor de studie, die verschijnt in The Astrofysische journaalbrieven . De onderzoekers beschouwden elk element dat zwaarder is dan helium, inclusief ijzer, silicium, magnesium, en koolstof - als een zwaar metaal.

"We gebruikten ijzer als een proxy, " zei hoofdauteur John Michael Brewer, een postdoctoraal onderzoeker aan Yale die samenwerkt met astronomieprofessor Debra Fischer. "Dit zijn allemaal elementen waaruit de rotsen bestaan ​​in kleine, rotsachtige planeten."

Brewer zei een overvloed aan compact, multiplaneetsystemen rond sterren met een lage metalliciteit suggereren verschillende dingen.

Eerst, hij zei, het kan erop wijzen dat er veel meer van deze systemen zijn dan eerder werd aangenomen. Tot voor kort, onderzoeksinstrumenten hadden niet de nodige precisie om kleinere planeten te detecteren en waren in plaats daarvan gericht op het detecteren van grotere planeten. Nutsvoorzieningen, met de komst van technologie zoals de Extreme Precision Spectrometer (EXPRES), ontwikkeld door het team van Fischer aan de Yale, onderzoekers zullen kleinere planeten kunnen vinden.

In aanvulling, Brouwer zei, de nieuwe studie suggereert dat kleine planetenstelsels het vroegste type planetenstelsel kunnen zijn, waardoor ze een ideale plek zijn om naar leven op andere planeten te zoeken. "Lange-metalliciteitssterren bestaan ​​al veel langer, "Zei Brewer. "Daar zullen we de eerste planeten vinden die gevormd zijn."

Fischer, wie is co-auteur van de studie, toonde in 2005 aan dat een hogere metalliciteit in sterren de kans op het vormen van grote, Jupiter-achtige planeten. Dit bood een krachtige ondersteuning voor het kernaanwasmodel voor de vorming van gasreuzenplaneten en vestigde dit als het leidende mechanisme voor planeetvorming.

Het begrijpen van de vorming van kleinere planeten was ongrijpbaarder.

"Ons verrassende resultaat, dat compacte systemen van meerdere, kleine planeten zijn waarschijnlijker rond sterren met een lagere metalliciteit, suggereert een nieuwe, belangrijke aanwijzing voor het begrijpen van het meest voorkomende type planetenstelsel in onze melkweg, " zei co-auteur Songhu Wang, een 51 Pegasi b Fellow aan Yale.

Een andere verleidelijke mogelijkheid om te verkennen, volgens de onderzoekers is de verbinding tussen ijzer en silicium bij de geboorte van planeten. De nieuwe studie laat een hoge silicium-ijzerverhouding zien in sterren met een lagere metalliciteit.

"Silicium zou het geheime ingrediënt kunnen zijn, Fischer zei. "De verhouding van silicium tot ijzer werkt als een thermostaat voor planeetvorming. Naarmate de verhouding toeneemt, de natuur roept de vorming van kleine, rotsachtige planeten."