Tin tức Deeper

Thành phần khí khổng lồ không được xác định bởi ngôi sao chủ

Ngày:
Th12 04, 2019
Tóm lược:

Một phân tích đáng ngạc nhiên về thành phần của các ngoại hành tinh khí khổng lồ và các ngôi sao chủ của chúng cho thấy rằng không có mối tương quan chặt chẽ giữa các thành phần của chúng khi nói đến các nguyên tố nặng hơn hydro và helium. Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về quá trình hình thành hành tinh.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Nghệ sĩ Quan niệm về Kepler-432b, với sự cho phép của MarioProtIV / Wikimedia Commons.
Nghệ sĩ Quan niệm về Kepler-432b, với sự cho phép của MarioProtIV / Wikimedia Commons.

Một phân tích đáng ngạc nhiên về thành phần của các ngoại hành tinh khí khổng lồ và các ngôi sao chủ của chúng cho thấy rằng không có mối tương quan chặt chẽ giữa các thành phần của chúng khi nói về các nguyên tố nặng hơn hydro và helium, theo công trình mới do Carnanna của Johanna Teske dẫn đầu và được công bố trên Tạp chí thiên văn . Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về quá trình hình thành hành tinh.

Thời trẻ, các ngôi sao được bao quanh bởi một đĩa khí và bụi quay từ đó các hành tinh được sinh ra. Các nhà thiên văn học từ lâu đã tự hỏi rằng trang điểm của một ngôi sao quyết định bao nhiêu nguyên liệu thô được tạo ra từ các hành tinh – một câu hỏi dễ dàng thăm dò hơn bây giờ khi chúng ta biết rằng thiên hà đang tràn ngập các ngoại hành tinh.

Hiểu mối quan hệ giữa thành phần hóa học của một ngôi sao và các hành tinh của nó có thể giúp làm sáng tỏ quá trình hình thành hành tinh.

Ví dụ, nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng sự xuất hiện của các hành tinh khí khổng lồ tăng xung quanh các ngôi sao có nồng độ các nguyên tố nặng cao hơn những nguyên tố khác ngoài hydro và helium. Điều này được cho là cung cấp bằng chứng cho một trong những lý thuyết cạnh tranh chính về cách thức các hành tinh hình thành, trong đó đề xuất rằng các hành tinh khí khổng lồ được chế tạo từ sự bồi tụ chậm của vật liệu đĩa cho đến khi lõi được hình thành khoảng 10 lần khối lượng Trái đất. Tại thời điểm này, phần bên trong hành tinh rắn có thể bao quanh nó bằng khí heli và hydro, sinh ra một hành tinh khổng lồ trưởng thành.

Công việc trước đây đã xem xét mối quan hệ giữa sự hiện diện của các hành tinh và lượng sắt tồn tại trong ngôi sao chủ, nhưng các nhà thiên văn học muốn mở rộng điều đó để bao gồm nội dung nguyên tố nặng của các hành tinh và xem xét nhiều hơn chỉ là sắt.

Teske, Thorngren và các đồng nghiệp của họ – Jonathan Fortney của UC Santa Cruz, Natalie Hinkel của Viện nghiên cứu Tây Nam và John Brewer của Đại học bang San Francisco – đã so sánh hàm lượng nguyên tố nặng của 24 hành tinh khổng lồ, mát mẻ với sự phong phú của “Các nguyên tố hình thành hành tinh” carbon, oxy, magiê, silicon, sắt và niken trong 19 ngôi sao chủ của chúng. (Một số ngôi sao lưu trữ nhiều hành tinh.)

Họ đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng không có mối tương quan giữa lượng nguyên tố nặng trong các hành tinh khổng lồ này và lượng các nguyên tố hình thành hành tinh này trong các ngôi sao chủ của chúng. Làm thế nào các nhà thiên văn học có thể giải thích xu hướng thành lập rằng các ngôi sao giàu các nguyên tố nặng có nhiều khả năng để lưu trữ các hành tinh khí khổng lồ?

Làm sáng tỏ sự khác biệt này có thể tiết lộ chi tiết mới về quá trình hình thành hành tinh. Ví dụ, những yếu tố nào khác đang đóng góp cho thành phần của hành tinh bé khi nó hình thành? Có lẽ vị trí của nó trong đĩa và cách xa hàng xóm bao xa. Cần nhiều công việc hơn để trả lời những câu hỏi quan trọng này.

Quan niệm của một nghệ sĩ về một ngôi sao trẻ được bao quanh bởi một đĩa khí và bụi quay nguyên thủy mà từ đó các hành tinh có thể hình thành. Minh họa là của Robin dienel, với sự giúp đỡ của Viện khoa học Carnegie.
Quan niệm của một nghệ sĩ về một ngôi sao trẻ được bao quanh bởi một đĩa khí và bụi quay nguyên thủy mà từ đó các hành tinh có thể hình thành. Minh họa là của Robin dienel, với sự giúp đỡ của Viện khoa học Carnegie.

Một manh mối có thể đến từ kết quả kết hợp của các tác giả kết hợp các yếu tố nặng thành các nhóm phản ánh các đặc điểm của chúng. Các tác giả đã thấy một mối tương quan dự kiến ​​giữa các nguyên tố nặng của một hành tinh và lượng carbon và oxy tương đối của ngôi sao chủ của nó, được gọi là các nguyên tố dễ bay hơi, so với các yếu tố còn lại trong nghiên cứu này, thuộc nhóm được gọi là các nguyên tố chịu lửa. Các thuật ngữ này đề cập đến điểm sôi thấp của các yếu tố – độ biến động – hoặc điểm nóng chảy cao của chúng – trong trường hợp các yếu tố chịu lửa. Các nguyên tố dễ bay hơi có thể đại diện cho một thành phần hành tinh giàu băng, trong khi các yếu tố chịu lửa có thể chỉ ra một thành phần đá.

Teske cho biết: “Tôi rất hào hứng khám phá kết quả dự kiến ​​này hơn nữa và hy vọng sẽ bổ sung thêm thông tin cho sự hiểu biết của chúng tôi về mối quan hệ giữa các ngôi sao và các hành tinh từ các sứ mệnh sắp tới như Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA, có thể đo các yếu tố trong ngoại hành tinh bầu khí quyển. “


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Viện khoa học Carnegie . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Johanna K. Teske, Daniel Thorngren, Jonathan J. Fortney, Natalie Hinkel, John M. Brewer. Các ngôi sao giàu kim loại có làm các hành tinh giàu kim loại không? Những hiểu biết mới về sự hình thành hành tinh khổng lồ từ sự phong phú của ngôi sao chủ nhà . Tạp chí Thiên văn , 2019; 158 (6): 239 DOI: 10.3847 / 1538-3881 / ab4f79

Bài viết liên quan

Bài viết khác