Планеты не возникают «в вакууме» — их формирование напрямую связано с тем, из чего состоит родительская звезда. Уже давно известно: массивные газовые гиганты чаще встречаются у звёзд с высоким содержанием тяжёлых элементов, прежде всего железа. Но что насчёт других химических элементов и более мелких планет? Именно этому вопросу посвящено новое крупное исследование.
Большая выборка и точные измерения
Астрономы проанализировали 561 звезду с экзопланетами, обнаруженными миссией Kepler. Для каждой из них были измерены концентрации 13 химических элементов — от натрия и магния до никеля и меди. Для работы использовались спектры высокого разрешения, полученные на 10-метровом телескопе Keck на Гавайях. Такой объём данных позволил делать статистически надёжные выводы, а не опираться на отдельные примеры.
Крупные и горячие планеты — неслучайный результат
Исследование показало:
- звёзды, у которых есть крупные или очень близкие к ним планеты, в среднем богаче тяжёлыми элементами;
- эта связь особенно заметна для горячих планет с короткими орбитами;
- железо остаётся ключевым фактором, но другие элементы тоже играют роль, усиливая или ослабляя вероятность формирования разных типов планет.
Роль α-элементов и «бедных» звёзд
Отдельно учёные рассмотрели так называемые α-элементы (магний, кремний, кальций и другие). Оказалось, что у звёзд с их повышенным содержанием крупные планеты могут формироваться даже при относительно низком уровне железа. Это важно для понимания того, как планеты появляются в разных областях нашей Галактики.
Солнце — особый случай
Интересный результат касается и нашего Солнца. Оно действительно беднее тугоплавкими элементами по сравнению с похожими звёздами. Однако анализ показал, что это не связано напрямую с наличием или отсутствием планет. У звёзд с экзопланетами наблюдается широкий спектр химических «подписей», и солнечная особенность, вероятно, имеет другое происхождение.
Что это меняет в нашем понимании планет
Работа подтверждает:
- формирование планет — сложный процесс, зависящий не от одного параметра;
- химический состав звезды влияет и на размеры планет, и на их орбиты;
- простое правило «больше железа — больше планет» работает не всегда.
Итог
Чем больше мы узнаём о химии звёзд, тем яснее становится картина рождения планетных систем. Новое исследование показывает, что элементы, из которых состоит звезда, задают своего рода “стартовые условия” для будущих миров. И эти условия куда разнообразнее, чем считалось ещё несколько лет назад.
Источники:
Статья создана по материалам работы на arXiv.org
