Credito d'immagine: NASA
Un sondaggio sulle stelle nel nostro quartiere ha rivelato che i ricchi di metalli, come ferro e titanio, hanno una probabilità cinque volte maggiore di avere pianeti in orbita attorno a loro. Debra Fisher dell'Università della California, Berkley, afferma: “Se guardi le stelle ricche di metalli, il 20 percento ha pianeti. È sorprendente. " (contributo di Darren Osborne)
Un confronto di 754 stelle vicine come il nostro sole - alcune con pianeti e altre senza - mostra definitivamente che più ferro e altri metalli ci sono in una stella, maggiori sono le possibilità che abbia un pianeta compagno.
"Gli astronomi hanno affermato che solo il 5% delle stelle ha pianeti, ma questa non è una valutazione molto precisa", ha affermato Debra Fischer, astronomo di ricerca presso l'Università della California, Berkeley. "Ora sappiamo che le stelle che sono abbondanti nei metalli pesanti hanno cinque volte più probabilità di ospitare pianeti in orbita rispetto alle stelle carenti di metalli. Se guardi le stelle ricche di metalli, il 20 percento ha pianeti. È sorprendente. "
"I metalli sono i semi da cui si formano i pianeti", ha aggiunto il collega Jeff Valenti, un assistente astronomo dello Space Telescope Science Institute (STScI) a Baltimora, Md.
Fischer presenterà i dettagli dell'analisi da lei e Valenti alle 13:30. Australian Eastern Standard Time (AEST) lunedì 21 luglio, durante la riunione dell'International Astronomical Union a Sydney, in Australia.
Il ferro e altri elementi più pesanti dell'elio - ciò che gli astronomi raggruppano insieme come "metalli" - sono creati da reazioni di fusione all'interno delle stelle e seminati nel mezzo interstellare da spettacolari esplosioni di supernova. Pertanto, mentre i metalli erano estremamente rari nella storia antica della galassia della Via Lattea, nel tempo ogni generazione successiva di stelle si è arricchita di questi elementi, aumentando le possibilità di formare un pianeta.
"Le stelle che si formano oggi hanno molte più probabilità di avere pianeti rispetto alle prime generazioni di stelle", ha detto Valenti. "È un baby boom planetario".
Con l'aumentare del numero di pianeti extrasolari - si sa che circa 100 stelle hanno pianeti - gli astronomi hanno notato che le stelle ricche di metalli hanno maggiori probabilità di ospitare i pianeti. Una correlazione tra la "metalicità" di una stella - una misura dell'abbondanza di ferro nello strato esterno di una stella che è indicativa dell'abbondanza di molti altri elementi, dal nichel al silicio - era stata suggerita in precedenza dagli astronomi Guillermo Gonzalez e Nuno Santos sulla base di indagini di alcune dozzine di stelle planetarie.
Il nuovo sondaggio sulle abbondanze di metallo di Fischer e Valenti è il primo a coprire un campione statisticamente ampio di 61 stelle con pianeti e 693 stelle senza pianeti. La loro analisi fornisce i numeri che dimostrano una correlazione tra l'abbondanza di metalli e la formazione del pianeta.
"Le persone hanno già guardato nei minimi dettagli alla maggior parte delle stelle con pianeti conosciuti, ma hanno praticamente ignorato le centinaia di stelle che non sembrano avere pianeti. Queste stelle sottovalutate forniscono il contesto per capire perché si formano i pianeti ", ha detto Valenti, che è un esperto nel determinare la composizione chimica delle stelle.
I dati mostrano che le stelle come il sole, il cui contenuto di metallo è considerato tipico delle stelle nel nostro quartiere, hanno una probabilità del 5-10% di avere pianeti. Le stelle con tre volte più metallo del sole hanno una probabilità del 20% di ospitare pianeti, mentre quelle con 1/3 del contenuto di metallo del sole hanno circa il 3% di probabilità di avere pianeti. Le 29 stelle più povere di metalli nel campione, tutte con meno di 1/3 dell'abbondanza di metallo del sole, non avevano pianeti.
"Questi dati suggeriscono che esiste una soglia di metallicità, e quindi non tutte le stelle nella nostra galassia hanno le stesse possibilità di formare sistemi planetari", ha detto Fischer. “Il fatto che una stella abbia o meno compagni planetari è una condizione della sua nascita. Quelli con una più ampia assegnazione iniziale di metalli hanno un vantaggio rispetto a quelli senza, una tendenza che ora possiamo vedere chiaramente con questi nuovi dati ".
I due astronomi hanno determinato la composizione del metallo analizzando 1.600 spettri da più di 1.000 stelle prima di restringere l'analisi a 754 stelle che erano state osservate abbastanza a lungo per governare dentro o fuori un pianeta gigante gassoso. Alcune di queste stelle sono state osservate per 15 anni da Fischer, Geoffrey Marcy, professore di astronomia alla UC Berkeley, e dal collega Paul Butler, ora alla Carnegie Institution di Washington, nella loro sistematica ricerca di pianeti extrasolari attorno alle stelle vicine. Tutte le 754 stelle sono state esaminate per più di due anni, tempo sufficiente per determinare se è presente o meno un pianeta di dimensioni vicine a Giove.
Sebbene le superfici delle stelle contengano molti metalli, gli astronomi si sono concentrati su cinque: ferro, nichel, titanio, silicio e sodio. Dopo quattro anni di analisi, gli astronomi sono stati in grado di raggruppare le stelle per composizione metallica e determinare la probabilità che le stelle di una determinata composizione abbiano pianeti. Con il ferro, ad esempio, le stelle sono state classificate rispetto al contenuto di ferro del sole, che è dello 0,0032%.
"Questo è il sondaggio più imparziale nel suo genere", ha sottolineato Fischer. "È unico perché tutte le abbondanze di metallo sono state determinate con la stessa tecnica e abbiamo analizzato tutte le stelle del nostro progetto con più di due anni di dati."
.
Fischer ha affermato che i nuovi dati suggeriscono perché le stelle ricche di metalli probabilmente svilupperanno sistemi planetari man mano che si formano. I dati sono coerenti con l'ipotesi che elementi più pesanti si uniscano più facilmente, consentendo a polvere, rocce e infine nuclei planetari di formarsi attorno alle stelle appena accese. Poiché la giovane stella e il disco circostante di polvere e gas avrebbero la stessa composizione, la composizione metallica osservata dalla stella riflette l'abbondanza di materie prime, compresi i metalli pesanti, disponibili nel disco per costruire pianeti. I dati indicano una relazione quasi lineare tra la quantità di metalli e la possibilità di ospitare pianeti.
"Questi risultati ci dicono perché alcune delle stelle della nostra galassia della Via Lattea hanno pianeti mentre altre no", ha detto Marcy. "I metalli pesanti devono raggrupparsi insieme per formare rocce che si ammassano nei nuclei solidi dei pianeti".
La ricerca di Fischer e Valenti è supportata dalla National Aeronautics and Space Administration, dalla National Science Foundation, dal Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC) nel Regno Unito, dall'Osservatorio anglo-australiano, da Sun Microsystems, dall'Osservatorio Keck e dal Lick Observatories dell'Università della California.
Fonte originale: Berkeley News Release
