Астрономи з’ясували, за яких умов формуються суперземлі

Вчені виявили нові докази того, що навколо зірок з низьким вмістом металів рідко утворюються суперземлі – клас планет, маса яких перевищує земну. Результати нового дослідження допоможуть зрозуміти, як хімічний склад зірок впливає процес формування планетних систем.

Починаючи з 1990-х років, астрономи виявили понад 5000 екзопланет. Особливу увагу серед них привертають суперземлі, які рідко формуються поблизу найпоширеніших зірок нашої Галактики. Результати роботи, опублікованій у журналі The Astronomical Journal, допомогли пролити світло на причини цього явища. 

Вважається, що формуванню планет, особливо земного типу, сприяє високий вміст металів у зірці та її протопланетному диску. Однак для зірок M-типу або червоних карликів характерна низька металічність. 

Нагадаємо, що металевість — це показник вмісту в зірці елементів важчий за гелій. Чим вона вища, тим більше в зірці та її околицях будівельних блоків для твердих планет: заліза, кремнію та магнію. Низька металевість, своєю чергою, передбачає меншу кількість твердого матеріалу та ускладнює формування планет за традиційними моделями.

Металевість також дозволяє астрономам визначати вік небесних об’єктів. Якщо зірки і туманності багаті на метали, то вони, швидше за все, утворилися відносно недавно, на відміну від об’єктів з низьким вмістом важких елементів, які, ймовірно, народилися в ранньому Всесвіті. Це означає, що перші суперземлі сформувалися приблизно сім мільярдів років тому.

Зібравши вибірку з 10 тисяч червоних карликів, металевість яких добре вивчена, автори нового дослідження об’єднали її з даними існуючих екзопланетних каталогів, отриманих за допомогою місій Kepler і TESS. Потім астрономи проаналізували частоту виявлення суперземель поблизу М-зірок залежно від їхнього хімічного складу. 

Результати показали пряму кореляцію між металевістю зірки та частотою виявлення у неї суперземель. Значить, що більше в зірках важких елементів, то вища ймовірність того, що навколо них сформуються суперземлі. Висновки, зроблені вченими, також дозволяють встановити верхню межу кількості та розподілу малих планет у нашій Галактиці.