Удивительный анализ состава газовых гигантов экзопланет и их звезд-хозяев показывает, что нет сильной корреляции между их составами, когда речь заходит об элементах тяжелее водорода и гелия. Об этом говорится в новой работе, возглавляемой Карнеги Йоханной Теске и опубликованной в Астрономическом журнале. Это открытие имеет важное значение для нашего понимания процесса формирования планет.
В юности звезды окружены вращающимся диском газа и пыли, из которого рождаются планеты. Астрономы давно задавались вопросом, насколько состав звезды определяет сырье, из которого построены планеты - вопрос, который легче исследовать в наше время, когда мы знаем, что галактики изобилуют экзопланетами.
"Понимание взаимосвязи между химическим составом Звезды и ее планетами может помочь пролить свет на процесс формирования планет", - объяснил Теске.
Например, предыдущие исследования показали, что появление газовых планет-гигантов увеличивается вокруг звезд с более высокой концентрацией тяжелых элементов, тех элементов, которые отличаются от водорода и гелия. Считается, что это является доказательством одной из основных конкурирующих теорий формирования планет, которая предполагает, что планеты газовые гиганты формируются из медленного аккреционного материала диска до тех пор, пока не образуется ядро, примерно в 10 раз превышающее массу Земли. В этот момент твердое новое ядро способно окружить себя гелием и водородным газом, рождая зрелую гигантскую планету.
"В предыдущей работе рассматривалась связь между присутствием планет и количеством железа в принимающей звезде, но мы хотели расширить ее, чтобы включить содержание тяжелых элементов в самих планетах и посмотреть дальше", - объяснил соавтор Даниэль Торнгрен, который завершил большую часть работы в качестве аспиранта в Университете Санта-Крус и сейчас работает в Университете Монреаля.
Они были удивлены, обнаружив, что нет никакой корреляции между количеством тяжелых элементов в этих гигантских планетах и количеством этих планетообразующих элементов в их звездах-хозяевах. Так как астрономы могут объяснить установившуюся тенденцию, что звезды богатые тяжелыми элементами, с большей вероятностью будут иметь на своих орбитах газовые планеты-гиганты?
"Разгадка этого несоответствия может открыть новые подробности о процессе формирования планеты", - объяснил Фортни. - Например, какие еще факторы влияют на состав планеты-младенца по мере ее формирования? Возможно, его расположение в диске или как далеко она находится от каких-либо соседей. Для ответа на эти важнейшие вопросы необходимо проделать еще дополнительную работу."
Одна подсказка может быть получена из комбинированных результатов авторов, объединяющих тяжелые элементы в группы, которые отражают их характеристики. Авторы увидели предварительную корреляцию между тяжелыми элементами планеты и относительным обилием углерода и кислорода, которые называются летучими элементами, по сравнению с остальными элементами, включенными в это исследование, которые попадают в группу, называемую тугоплавкими элементами. Эти термины относятся к низким температурам кипения элементов - летучести - или их высоким температурам плавления - в случае огнеупорных элементов. Летучие элементы могут представлять собой богатую льдом композицию, в то время как тугоплавкие элементы могут указывать на скалистый состав.
Теске сказал: "Я очень рад изучить этот предварительный результат. Дальше я надеюсь добавить больше информации к нашему пониманию отношений между звездами и планетами из предстоящих миссий, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, который сможет определять элементы в атмосферах экзопланет."
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20191203223952
Обозрение "Terra & Comp".
