Согласно последним данным, ученые получили дополнительные свидетельства того, что у звезд с небольшим количеством тяжелых элементов нечасто формируются суперземли – планеты, масса которых больше массы Земли. Полученные результаты помогут выяснить, каким образом химический состав звезд определяет особенности формирования планетных систем.
С 1990-х годов астрономы идентифицировали свыше 5000 экзопланет. Среди них суперземли вызывают особый интерес, поскольку они нечасто образуются вблизи наиболее распространенных звезд в нашей Галактике. Результаты работы, опубликованной в журнале The Astronomical Journal, помогли пролить свет на причины этого явления.
По мнению ученых, для образования планет, в особенности планет, подобных Земле, необходимо высокое содержание металлов в звезде и окружающем ее протопланетном диске. Тем не менее, у звезд M-типа, также известных как красные карлики, наблюдается низкая металличность.
Металличность характеризует звездную систему по содержанию элементов, более тяжелых, чем гелий. Повышенное значение этого показателя говорит о большем количестве строительных материалов для формирования планет – железа, кремния и магния – как в звезде, так и в ее окрестностях. С другой стороны, низкая металличность указывает на дефицит твердого вещества и может создавать препятствия для формирования планет, используя общепринятые механизмы.
Содержание металлов помогает астрономам устанавливать возраст небесных тел. Звезды и туманности, характеризующиеся высоким содержанием металлов, вероятно, возникли сравнительно недавно, в отличие от объектов с небольшим количеством тяжелых элементов, которые, скорее всего, образовались в ранней Вселенной. Исходя из этого, можно предположить, что первые суперземли сформировались около семи миллиардов лет назад.
Используя данные о 10 тысячах красных карликов с известной металличностью, ученые объединили их с информацией из уже существующих каталогов экзопланет, сформированных миссиями Kepler и TESS. После этого астрономы изучили, как часто обнаруживаются суперземли в окрестностях М-звезд, и связали это с их химическим составом.
Анализ данных выявил, что металличность звезды напрямую связана с количеством суперземель, вращающихся вокруг неё. Другими словами, чем выше содержание тяжелых элементов в звезде, тем вероятнее образование суперземель в её окрестностях.
Исследования, проведенные учеными, также дают возможность определить максимальное число и расположение малых планет в нашей Галактике.
«Авторы научной работы сделали вывод о том, что у звезд с малым количеством тяжелых элементов не наблюдается активного формирования планет. По их словам, это весьма неожиданный результат.
Новая научная работа позволит астрономам усовершенствовать модели формирования планетных систем, включив в них фактор металличности, что существенно улучшит их достоверность. Полученные данные открывают перспективы для поиска потенциально пригодных для жизни планет и акцентируют внимание на необходимости комплексного подхода в астрономических исследованиях.