Obserwacje już odkrytych egzoplanet pomogły naukowcom dowiedzieć się, że prawdopodobieństwo powstania dużych i małych planet w różnych gwiazdach nie jest przypadkowe i zależy od tego, ile pierwiastków jest cięższych od wodoru i helu, zawiera gwiazda, mówi artykuł opublikowany w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
„Po przeanalizowaniu już opublikowanych danych na temat egzoplanet odkryliśmy, że olbrzymie planety, takie jak Jowisz i jego„ wielcy bracia”, których masa jest tysiące razy większa od masy Ziemi, powstają w zupełnie innych warunkach niż małe bliźniaki Ziemi i małe gazowe olbrzymy. Istnieją dwie odrębne populacje planet”- mówi Vardan Adibekyan z Uniwersytetu w Porto (Portugalia).
W ciągu ostatnich dziesięciu lat astronomowie odkryli tysiące planet poza Układem Słonecznym, z których niektóre mają rozmiary zbliżone do Ziemi, podczas gdy inne są mniejszymi lub większymi kopiami Jowisza. Obecnie planetolodzy aktywnie pracują nad badaniem ich atmosfery, aby ocenić prawdopodobieństwo życia na nich i zrozumieć historię powstania planety.
Adibekyan i jego współpracownicy odkryli niezwykły wzór w formowaniu się obu ciał niebieskich, analizując właściwości ponad 3,5 tysiąca egzoplanet odkrytych w ostatnich latach przez orbitujący teleskop Keplera, naziemny instrument HARPS i szereg innych obserwatoriów.
Badając właściwości gazowych olbrzymów, nie mniejszych wielkością od Jowisza i znacznie większych od niego, zauważyli, że prawdopodobieństwo odkrycia dużych i małych gazowych gigantów w pobliżu określonej gwiazdy nie jest przypadkowe.
W szczególności dużych „kuzynów” największej planety w Układzie Słonecznym, których masa około czterokrotnie przewyższała Jowisza, znajdowano najczęściej w gwiazdach, w których głębinach astronomiczne „metale”, pierwiastki cięższe od wodoru i helu, były prawie nieobecne. Z reguły im „czystsza” była gwiazda, tym większa szansa na odkrycie naprawdę dużych gazowych olbrzymów i tym większe były ich średnie rozmiary.
Podobnie małe planety, takie jak Jowisz i mniejsze giganty gazowe, wyrosły w pobliżu gwiazd, których wnętrzności zawierają tyle samo lub więcej „metali”, co Słońce.
Podobne, ale mniej znaczące powiązania istniały między orbitami planet a składem chemicznym gwiazd - przeciętnie im mniej "metali" zawiera gwiazda, tym dalej planety są od niej usuwane. Jak przyznają naukowcy, ten trend był raczej słaby i nie został jeszcze potwierdzony przez obserwacje większego zbioru planet i gwiazd.
Film promocyjny:
Tak wyraźne rozróżnienie mas dużych planet, zdaniem naukowców, sugeruje, że powstają one według dwóch różnych scenariuszy. Małe planety, zbliżone masą i wielkością do Jowisza, powstały w wyniku nagromadzenia się gazu na powierzchni skalistego "embrionu" podobnego pod względem wielkości i gęstości do Ziemi, a duże gazowe olbrzymy - w wyniku bezpośredniego grawitacyjnego zapadania się części gazu w dysku protoplanetarnym ze względu na pojawienie się zawiera obszary o nienormalnie dużej gęstości.
Wszystko to, jak zauważają Adibekyan i jego współpracownicy, może wskazywać, dlaczego „kuzyni” Ziemi i inne małe planety z większym prawdopodobieństwem powstają w pobliżu czerwonych karłów i innych małych gwiazd, których wnętrzności zawierają zwykle więcej „metali” niż dużych gwiazd. Jeśli astronomowie mogą to potwierdzić, będą mieli nowy sposób ograniczenia liczby gwiazd, w przypadku których można się spodziewać odkrycia pełnoprawnych bliźniaków Ziemi.