Ново проучване разкрива сложна химическа връзка между скалистите планети и техните звезди

Впечатление на художника от шест планети, обикалящи около подобна на Слънцето звезда Кеплер-11. (НАСА/Тим Пайл)

В нашата ранна Слънчева система гигантски протопланетарен диск от прах, скали и газ се въртеше около новообразуваното Слънце. Част от този материал в крайна сметка се свързва чрез гравитацията, за да образува юношеските версии на планетите, които познаваме днес – включително нашия дом, Земята.

Ново изследване, публикувано в списанието Наука е помогнал да се потвърди дали скалисти планети, подобни на Земята и нашите съседи Венера и Марс , за разлика от големите газообразни планети като Нептун и Юпитер , притежават подобен процент тежки елементи в сравнение с техните домашни звезди.

Екип от изследователи събра данни от колекция от 32 екзопланети с ниска маса, открити в орбита около 27 звезди, които са подобни по размер и спектрален тип на Слънцето.

Астрономите могат да преценят химическия състав на звездите по анализирам светлина, която преминава през техните звездни атмосфери. Чрез спектроскопско изследване се появяват пропуски в честотната лента на светлината, които показват кои елементи присъстват в звездата.

„Изобилието от елементи в атмосферите на звездите от главната последователност отразява техния общ състав (с изключение на най-леките елементи) в рамките на няколко процента, които метеоритните измервания показват, че са валидни за Слънцето,“ обясняват авторите на изследването .

Чрез този процес изследователите успяха да получат точна картина на съотношенията на тежките елементи в звездите-домакини на екзопланети, към които се насочиха.

„Ние анализирахме спектрите на 21 звезди-домакини на избраните планети (HD 80653 няма наличен спектър) и измерихме техните атмосферни химически състави. Ние определихме изобилието на магнезий (Mg), силикон (Si) и желязо (Fe) в звездите гостоприемници, които са основните скалообразуващи елементи, те пишат .

Астрофизиците имат теоретизиран че изобилието от по-тежки елементи – като желязо и магнезий – в протопланетен диск вероятно е огледално в звездата, закотвяща слънчевата система, тъй като по време на фазата на формиране биха присъствали същите материали.

Това означава, че скалистите планети и техните звезди вероятно ще споделят съотношения на тежки елементи в общата им маса. Но колко тясно свързани са тези съотношения не е напълно ясно.

„Теорията предвижда, че съотношенията на изобилие на Fe/Si и Mg/Si в звездите и планетите остават много сходни по време на процеса на формиране на планетата. Следователно атмосферното изобилие на огнеупорни елементи (като Mg, Si и Fe) на звезди от слънчев тип се счита за заместител на състава на първоначалния протопланетен диск,' Забележка авторите.

Използвайки масите, радиусите и радиусите на екзопланетите модели на вътрешността на планетата, изследователите изчисляват възможната част от желязната маса на всяка планета в пробата, като се има предвид, че желязото може да присъства само в ядрото и че желязото може да присъства в ядрото и в мантията на всяка планета.

Масовата част на желязото на всяка планета след това беше сравнена с масовата фракция на желязото на протопланетарния диск, която беше получена от състава на звездата домакин.

Авторите установиха, че железните фракции на звездите и планетите, които ги обикалят, корелират една с друга, но не на база 1:1. Това предполага, че фините разлики в разпределението на елементите в протопланетарния диск и процесите, свързани с формирането на планетата, играят значителна роля при определянето на крайния химичен състав на скалиста планета.

Въпреки че имаше леки разлики в изобилието на по-тежки елементи между звездите и орбитиращите им планети, резултатите предоставят подкрепа за извличане на химическия състав на скалисти планети от звездното изобилие на основни скалообразуващи елементи като желязо, магнезий и силиций, нещо, което се приема в предишни проучвания.

Освен това резултатите от новата статия отбелязват, че супер-Земята и супер- живак клас екзопланети изглежда имат различен химичен състав, което предполага разлики в техните процеси на формиране на планети - данни, които ще бъдат полезни за бъдещи екзопланетни изследвания.

Проучването е публикувано в сп Наука .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.