20.10.2018
PL EN
13.01.2018 aktualizacja 13.01.2018

Skład chemiczny gwiazd ma wpływ na ich systemy planetarne

Rysunek pokazujący zależność pomiędzy zawartością żelaza w gwieździe, a własnościami jej układu planetarnego – więcej żelaza w gwieździe to tendencja do ciaśniejszych orbit planet, a normalna jego zawartość to bardziej rozległe orbity planet. Źródło: Dana Berry/SkyWorks Digital Inc.; SDSS collaboration. Rysunek pokazujący zależność pomiędzy zawartością żelaza w gwieździe, a własnościami jej układu planetarnego – więcej żelaza w gwieździe to tendencja do ciaśniejszych orbit planet, a normalna jego zawartość to bardziej rozległe orbity planet. Źródło: Dana Berry/SkyWorks Digital Inc.; SDSS collaboration.

Bogate w żelazo gwiazdy posiadają planety z krótszymi okresami obiegu - tę nieoczekiwaną zależność odkryli astronomowie prowadzący przegląd nieba Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Odkrycia dokonano dzięki trwającemu przeglądowi nieba SDSS dotyczącego gwiazd obserwowanych przez pracujący w kosmosie teleskop Keplera. Wyniki zostały zaprezentowane we wtorek podczas konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w National Harbor, Maryland, USA.

Analiza danych pokazała, że gwiazdy o wyższej zawartości żelaza mają tendencję do posiadania planet o orbitach blisko gwiazdy, często nawet z okresami obiegu poniżej ośmiu dni. Natomiast gwiazdy z mniejszą ilością żelaza wydają się mieć planety z dłuższymi okresami obiegu, przebiegające w dalszym dystansie od gwiazdy. Astronomowie mają nadzieję, że dalsze badania tej niespodziewanej zależności pozwolą zrozumieć różnorodność układów planetarnych.

Pierwsze pozasłoneczne planety zostały odkryte przez polskiego astronoma prof. Aleksandra Wolszczana w 1992 roku (taka była data publikacji odkrycia w "Nature"). Krążą one jednak wokół pulsara, gwiazdy będącej pozostałością po wybuchu supernowej. Natomiast historia odkryć planet wokół normalnych gwiazd, takich jak Słońce, zaczyna się w 1995 roku, kiedy to odkryto planetę wokół gwiazdy 51 Pegasi, od niedawna znanej jako Helvetios (planetę 51 Pegasi b nazwano z kolei Dimidium).

Tempo odkryć planet pozasłonecznych (egzoplanet) znacznie przyspieszyło, gdy NASA wystrzeliła w roku 2009 teleskop kosmiczny Keplera. W roku 2009 znano około 400 egzoplanet, a obecnie wiemy o istnieniu ponad 3000 takich obiektów.

Jednak obserwatorium Kepler, mimo iż idealnie nadające się do wykrywania planet, nie zostało zaprojektowane do poznawania składu chemicznego gwiazd, wokół których te planety krążą. Dane o składzie chemicznym naukowcy uzyskali z przeglądu SDSS, a dokładniej - w ramach projektu Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), w którym zbadano setki tysięcy gwiazd. APOGEE uzyskuje widmo każdej z gwiazd, czyli rozłożenie światła na poszczególne długości fali. Można wtedy dostrzec tzw. linie widmowe, które odpowiadają różnym pierwiastkom oddziałującym ze światłem. Każdy pierwiastek ma swoje charakterystyczne linie w widmie, dzięki czemu na tej podstawie można poznać jakie pierwiastki są zawarte w gwieździe, a także w jakich ilościach.

Gwiazdy takie jak Słońce składają się głównie z wodoru, ale zawierają też niewielkie ilości różnych innych pierwiastków. W szczególności istotnym wskaźnikiem dla ewolucji gwiazd jest zawartość żelaza.

"Wiedzieliśmy, że zawartość różnych pierwiastków w gwieździe wpływa na jej ewolucję, ale zaskoczyło nas, że ma to także znaczenie dla ewolucji jej systemu planetarnego" powiedziała Johanna Teske z Carnegie Institution for Science, biorąca udział w badaniach.

Przy czym naukowcy wskazują, że gwiazdy o bogatszej zawartości żelaza w badanej próbce mają go o około 25 proc. więcej niż pozostałe. Badacze podkreślają, że to oznacza, iż nawet niewielkie różne w składzie chemicznym gwiazdy mogą mieć istotne znaczenie dla jej układu planetarnego.

Zaprezentowana we wtorek praca jest zgodna z wynikami z 2016 roku z projektu LAMOST-Kepler, czyli łączącego dane z teleskopu Keplera z wynikami przeglądu nieba przez chiński teleskop Large-Area Multi-Object fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST). Mamy więc potwierdzenie dostrzeżonej zależności przez dwa niezależne zespoły badawcze. (PAP)

cza/ zan/

Copyright © Fundacja PAP 2018