kozmos.hr
Svemir

Istraživanje otkrilo iznenađujuće korelacije između sastava egzoplaneta i njihovih zvijezda

Izvor: NASA/JPL-Caltech.
objavljeno

Kemijski sastav stjenovitih planeta povezan je s sastavom njihovih zvijezda, ali odnos nije tako jednostavan kao što se prije mislilo – otkrio je međunarodni tim astronoma.

Zvijezde, planeti i njihov kemijski sastav

Korelaciju su ustanovili istraživači predvođeni Vardanom Adibekyanom sa Sveučilišta u Portu, koji su proučavali udio željeza u 22 egzoplaneta koji kruže oko zvijezda sličnih Suncu. Njihovi nalazi sugeriraju da su egzoplaneti nalik Zemlji (hrv. super-Zemlja, eng. super Earth) i egzoplaneti nalik Merkuru (hrv. super-Merkur, eng. super Mercuries) rezultat različitih procesa formiranja.

Tijekom procesa formiranja zvijezda i njezini planeti crpe materijal iz istog akrecijskog diska plina i prašine. Spomenuta činjenica neke je astronome navela na predviđanje da bi kemijski sastav zvijezda i njihovih planeta trebao imati specifičan međuodnos (tj. sličnosti).

Osim najlakših elemenata, atmosfera zvijezde poput Sunca trebala bi blisko odražavati kemijske odnose u akrecijskim diskovima iz kojih je nastala. Koristeći spektroskopiju za analizu svjetlosti zvijezde, astronomi mogu odrediti omjere elemenata poput magnezija, silicija i željeza u atmosferi zvijezde. Na temelju toga mogu odrediti sastav akrecijskog diska iz kojeg su nastala zvijezda i njezini planeti.

Tim znanstvenika snimio jedan od najhladnijih i najbližih egzoplaneta ikad

Indirektna mjerenja

Određivanje sastava stjenovitog egzoplaneta zahtijeva izravno mjerenje njegove unutrašnjosti, što se – dakako – ne može učiniti. Umjesto toga, astronomi koriste tehnologiju indirektnog mjerenja koja procjenjuje obilje težih elemenata (riječ je o procesu mjerenja koje uključuje mjerenje polumjera egzoplaneta dok prolazi oko svoje zvijezde domaćina te izračunavanje mase egzoplaneta promatranjem njegovog gravitacijskog utjecaja na njegovu zvijezdu). Iz navedenih mjerenja moguće je izračunati gustoću egzoplaneta, koja se zatim koristi za procjenu sadržaja željeza, što se – nadalje – može komparirati sa sadržajem željeza u planetu obližnjoj zvijezdi.

Do sada su se proučavanja temeljila na manjem broju egzoplanetarnih sustava ili na širokim statističkim usporedbama koje su uključivale velike populacije egzoplaneta. Međutim, oba pristupa imaju svoja ograničenja, a astronomima je izmaknula jasna korelacija između obilja elemenata zvijezda i planeta.

Važnost nove studije

U svojoj studiji Adibekyanov tim ispitao je sastav 22 stjenovita egzoplaneta s masama manjim od deset masa Zemlje. Navedeni egzoplaneti kružili su oko 21 zvijezde slične Suncu. Očekivano, ova su opažanja otkrila jasnu vezu između sastava zvijezda i njihovih planeta. Međutim, odnos nije bio 1:1 kako se očekivalo. Umjesto toga, linearni odnos između željeza egzoplaneta i zvjezdanog željeza ima nagib veći od četiri. Osim toga, pet željezom bogatih super-Merkura u studiji pokazali su se izvanredni u usporedbi sa 17 super-Zemlja.

Astronomi su zaključili da veliki nagib sugerira da i kemijski sastav akrecijskih diskova i procesi formiranja planeta igraju važnu ulogu u određivanju konačnog sastava planeta. Također ističu da njihova studija sugerira da su super-Zemlje i super-Merkuri očito različite vrste egzoplaneta i da su možda nastali različitim procesima.

Potvrđeno otkriće velikog egzoplaneta pomoću TESS tehnologije

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Vardan Adibekyan et al., „A compositional link between rocky exoplanets and their host stars,“ Science 374 (6565): str. 330-332.

Anonymus (27. listopada 2021.), Compositions of exoplanets and their stars have a surprising relationship, study reveals, physicsworld.com (pristup 28. listopada 2021.)