เครดิตรูปภาพ: NASA
จากการสำรวจดาวฤกษ์ในพื้นที่ใกล้เคียงของเราพบว่าโลหะที่อุดมไปด้วยเช่นเหล็กและไททาเนียมมีแนวโน้มที่จะมีดาวเคราะห์โคจรรอบพวกมันมากกว่าห้าเท่า เดบร้าฟิชเชอร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์กล่าวว่า“ ถ้าคุณดูดาวที่อุดมด้วยโลหะ 20 เปอร์เซ็นต์มีดาวเคราะห์ น่าทึ่งมาก” (สนับสนุนโดย Darren Osborne)
การเปรียบเทียบดาวฤกษ์ใกล้เคียง 754 ดวงเช่นดวงอาทิตย์ของเราบางดวงมีดาวเคราะห์และบางดวงอยู่นอกนั้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ายิ่งมีธาตุเหล็กและโลหะอื่น ๆ อยู่ในดาวฤกษ์มากเท่าไร
“ นักดาราศาสตร์กล่าวกันว่ามีเพียง 5 เปอร์เซ็นต์ของดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์ แต่ยังไม่เป็นการประเมินที่แม่นยำนัก” เดบร้าฟิสเชอร์นักดาราศาสตร์การวิจัยของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์กล่าว “ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าดาวฤกษ์ที่มีโลหะหนักมากมายมีแนวโน้มที่จะเป็นดาวเคราะห์ห้าเท่าที่จะโคจรรอบดาวเคราะห์ได้มากกว่าดาวที่ขาดแคลนโลหะ ถ้าคุณดูดาวฤกษ์ที่อุดมด้วยโลหะร้อยละ 20 จะมีดาวเคราะห์ น่าทึ่งมาก”
“ โลหะเป็นเมล็ดพันธุ์ที่ก่อตัวดาวเคราะห์” เจฟวาเลนวาผู้ช่วยนักดาราศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) ในบัลติมอร์กล่าวเสริม
Fischer จะนำเสนอรายละเอียดของการวิเคราะห์โดยเธอและ Valenti เวลา 1:30 น. เวลามาตรฐานทางตะวันออกของออสเตรเลีย (AEST) ในวันจันทร์ที่ 21 กรกฎาคมที่การประชุมสหภาพดาราศาสตร์ระหว่างประเทศในซิดนีย์ออสเตรเลีย
เหล็กและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่หนักกว่าฮีเลียมซึ่งนักดาราศาสตร์จับกันเป็น "โลหะ" - เกิดจากปฏิกิริยาฟิวชั่นภายในดาวฤกษ์และหว่านลงในตัวกลางระหว่างดวงดาวด้วยการระเบิดของซุปเปอร์โนวาที่น่าตื่นเต้น ดังนั้นในขณะที่โลหะหาได้ยากมากในประวัติศาสตร์ยุคแรกของกาแลคซีทางช้างเผือกเมื่อเวลาผ่านไปดาวฤกษ์รุ่นต่อเนื่องแต่ละดวงก็ยิ่งมีองค์ประกอบมากขึ้นและเพิ่มโอกาสในการก่อตัวดาวเคราะห์
“ ดาวที่ก่อตัวในวันนี้มีแนวโน้มที่จะมีดาวเคราะห์มากกว่าดาวฤกษ์รุ่นแรก ๆ ” Valenti กล่าว “ มันเป็นความเจริญของดาวเคราะห์”
เมื่อจำนวนของดาวเคราะห์นอกระบบเติบโตขึ้น - ขณะนี้มีประมาณ 100 ดาวที่มีดาวเคราะห์ - นักดาราศาสตร์สังเกตว่าดาวที่อุดมไปด้วยโลหะมีแนวโน้มที่จะสะสมดาวเคราะห์ ความสัมพันธ์ระหว่าง "ความเป็นโลหะ" ของดาวฤกษ์ - ตัวชี้วัดความอุดมสมบูรณ์ของธาตุเหล็กในชั้นนอกของดาวฤกษ์ซึ่งบ่งบอกถึงความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบอื่น ๆ มากมายตั้งแต่นิเกิลไปจนถึงซิลิกอนเคยมีการแนะนำโดยนักดาราศาสตร์ Guillermo Gonzalez และนูโน ดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์เป็นจำนวนมาก
การสำรวจครั้งใหม่ของความอุดมสมบูรณ์ของโลหะโดย Fischer และ Valenti เป็นครั้งแรกที่ครอบคลุมกลุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่ 61 ดวงที่มีดาวเคราะห์และ 693 ดาวที่ไม่มีดาวเคราะห์ การวิเคราะห์ของพวกเขาให้ตัวเลขที่พิสูจน์ความสัมพันธ์ระหว่างความอุดมสมบูรณ์ของโลหะและการก่อตัวดาวเคราะห์
“ ผู้คนได้ตรวจสอบรายละเอียดอย่างยุติธรรมที่ดาวส่วนใหญ่ที่มีดาวเคราะห์รู้จัก แต่พวกเขาไม่สนใจดาวนับร้อยที่ดูเหมือนจะไม่มีดาวเคราะห์ ดาวที่ได้รับความนิยมเหล่านี้ให้บริบทสำหรับการทำความเข้าใจว่าทำไมดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น” วาเลนติซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญในการพิจารณาองค์ประกอบทางเคมีของดาวฤกษ์กล่าว
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าดาวอย่างดวงอาทิตย์ซึ่งเนื้อหาโลหะถือเป็นเรื่องปกติของดาวในละแวกของเรามีโอกาส 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ในการมีดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ที่มีโลหะมากกว่าดวงอาทิตย์ถึงสามเท่าจะมีโอกาสร้อยละ 20 ที่จะเก็บดาวเคราะห์ได้ในขณะที่ดาวฤกษ์ที่มีธาตุโลหะ 1/3 ของดวงอาทิตย์จะมีโอกาสประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ในการมีดาวเคราะห์ ตัวอย่างดาวฤกษ์ที่น่าสงสารโลหะที่สุด 29 ดวงในกลุ่มตัวอย่างทั้งหมดที่มีความสมบูรณ์ของโลหะน้อยกว่า 1/3 ของดวงอาทิตย์ไม่มีดาวเคราะห์
“ ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่ามีความเป็นโลหะอยู่ในเกณฑ์และด้วยเหตุนี้ดาวทุกดวงในกาแลคซีของเราจึงมีโอกาสสร้างระบบดาวเคราะห์ไม่ได้” ฟิสเชอร์กล่าว “ ดาวฤกษ์มีสหายของดาวเคราะห์หรือไม่และเป็นเงื่อนไขที่เกิด ผู้ที่มีการจัดสรรโลหะเริ่มต้นขนาดใหญ่กว่าจะมีความได้เปรียบมากกว่าผู้ที่ไม่มีแนวโน้มตอนนี้เราสามารถมองเห็นได้ชัดเจนด้วยข้อมูลใหม่นี้ "
นักดาราศาสตร์ทั้งสองได้กำหนดองค์ประกอบของโลหะโดยการวิเคราะห์ 1,600 สเปกตรัมจากดาวมากกว่า 1,000 ดวงก่อนที่จะทำการวิเคราะห์ให้แคบลงเหลือ 754 ดาวที่ถูกตรวจพบมานานพอที่จะปกครองดาวเคราะห์ยักษ์ก๊าซเข้าหรือออก ดาวฤกษ์เหล่านี้บางแห่งถูกค้นพบเป็นเวลา 15 ปีโดย Fischer, Geoffrey Marcy, ศาสตราจารย์ดาราศาสตร์ที่ UC Berkeley, และ Paul Butler ซึ่งเป็นเพื่อนร่วมงานซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ Carnegie Institution of Washington ในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียงอย่างเป็นระบบ มีการสำรวจดาวทั้งหมด 754 ดวงมานานกว่าสองปีมีเวลาเพียงพอที่จะตรวจสอบว่ามีดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสอยู่ใกล้หรือไม่
แม้ว่าพื้นผิวของดาวจะมีโลหะหลายชนิด แต่นักดาราศาสตร์ก็มุ่งเน้นไปที่เหล็กห้านิกเกิลนิกเกิลไททาเนียมซิลิคอนและโซเดียม หลังจากการวิเคราะห์สี่ปีนักดาราศาสตร์ก็สามารถจัดกลุ่มดาวตามองค์ประกอบของโลหะและกำหนดโอกาสที่ดาวขององค์ประกอบบางอย่างมีดาวเคราะห์ ยกตัวอย่างเช่นธาตุเหล็กดวงดาวต่าง ๆ ถูกจัดอันดับสัมพันธ์กับปริมาณธาตุเหล็กของดวงอาทิตย์ซึ่งเท่ากับ 0.0032%
“ นี่เป็นการสำรวจที่เป็นกลางที่สุดของประเภทนี้” ฟิสเชอร์กล่าว “ เป็นเรื่องที่ไม่เหมือนใครเพราะปริมาณโลหะทั้งหมดถูกกำหนดด้วยเทคนิคเดียวกันและเราวิเคราะห์ดาวทั้งหมดในโครงการของเราด้วยข้อมูลมากกว่าสองปี”
.
ฟิสเชอร์กล่าวว่าข้อมูลใหม่ชี้ให้เห็นว่าทำไมดาวฤกษ์ที่มีโลหะมากน่าจะพัฒนาระบบดาวเคราะห์ในขณะที่ก่อตัว ข้อมูลสอดคล้องกับสมมติฐานที่ว่าองค์ประกอบที่หนักกว่าติดกันได้ง่ายขึ้นทำให้ฝุ่นหินและแกนดาวเคราะห์ในที่สุดก่อตัวขึ้นรอบดาวฤกษ์ที่ถูกจุดไฟใหม่ เนื่องจากดาวฤกษ์อายุน้อยและดิสก์ฝุ่นและก๊าซโดยรอบจะมีองค์ประกอบเดียวกันองค์ประกอบของโลหะที่สังเกตจากดาวนั้นสะท้อนถึงความอุดมสมบูรณ์ของวัตถุดิบรวมถึงโลหะหนักที่มีอยู่ในดิสก์เพื่อสร้างดาวเคราะห์ ข้อมูลบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างปริมาณโลหะและโอกาสในการสะสมดาวเคราะห์
“ ผลลัพธ์เหล่านี้บอกเราว่าทำไมดาวบางดวงในกาแลคซีทางช้างเผือกของเราจึงมีดาวเคราะห์ในขณะที่ดาวอื่นไม่ทำ” Marcy กล่าว “ โลหะหนักจะต้องรวมตัวกันเพื่อก่อตัวเป็นก้อนหินซึ่งพวกมันรวมตัวกันเป็นแกนแข็งของดาวเคราะห์”
การวิจัยโดย Fischer และ Valenti ได้รับการสนับสนุนโดยการบินและอวกาศแห่งชาติ, มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ, สภาอนุภาคฟิสิกส์และดาราศาสตร์ (PPARC) ในสหราชอาณาจักร, หอดูดาวแองโกล - ออสเตรเลีย, Sun Microsystems, หอสังเกตการณ์ Keck และ หอดูดาว Lick แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
แหล่งต้นฉบับ: Berkeley News Release
