Новое исследование, последовавшее за открытиями Кеплера, показывает, что инопланетные миры или экзопланеты можно разделить на три группы — земные, газовые гиганты и средние «газовые карлики» — в зависимости от того, как их родительские звезды имеют тенденцию делиться на три группы. отдельные группы, определяемые их составом.«Мы были особенно заинтересованы в исследовании планетарного режима, который меньше четырехкратного размера Земли, потому что он включает три четверти планет, обнаруженных Кеплером.
Именно здесь вы найдете скалистые миры, которые являются единственным видом, который мы могли бы рассмотреть. потенциально обитаемы », — говорит ведущий автор исследования Ларс А. Бучхейв из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA).Бучхаве представил сегодня свое исследование на заседании Американского астрономического общества.Кеплер находит экзопланеты, используя метод транзита, ища звезду, которая тускнеет, когда планета проходит перед ней с нашей точки зрения. Мы можем узнать размер планеты по тому, сколько звездного света она блокирует.
Однако, чтобы определить состав планеты, нам нужно измерить ее массу, чтобы можно было рассчитать ее плотность. Скалистая планета будет намного плотнее газового гиганта.
К сожалению, чем меньше планета, тем сложнее измерить ее массу, особенно для тусклых и далеких звезд, исследованных Кеплером.Бухаве и его коллеги придерживались другого подхода.
Они измерили количество элементов тяжелее водорода и гелия, которые астрономы коллективно называют металлами, в звездах с кандидатами в экзопланеты. Поскольку звезда и ее планеты образуются из одного и того же диска материала, металличность звезды отражает состав протопланетного диска.Команда исследовала спектры более 400 звезд, на которых размещено более 600 экзопланет.
Затем они провели статистический тест, чтобы увидеть, попадают ли планеты по размерам в естественные группы вместе с металличностью звезд.Они обнаружили две четкие разделительные линии — одну в 1,7 раза больше Земли, а другую в 3,9 раза больше Земли.
Они делают вывод, что эти границы также отмечают изменения в составе. Планеты размером меньше 1,7 Земли, вероятно, будут полностью каменистыми, а планеты размером больше 3,9 Земли, вероятно, являются газовыми гигантами.Планеты размером от 1,7 до 3,9 раз больше Земли были названы газовыми карликами, поскольку они имеют плотную атмосферу из водорода и гелия. Скалистые ядра газовых карликов сформировались достаточно рано, чтобы образовалось немного газа, хотя они не стали такими большими, как газовые гиганты, такие как Юпитер.
Кроме того, Буххаве и его сотрудники обнаружили, что размер самого большого скалистого мира не фиксирован. Чем дальше планета находится от своей звезды, тем больше она может вырасти, прежде чем накопить толстую атмосферу и превратиться в газового карлика. Это говорит о том, что некоторые суперземли могут вырасти в настоящих монстров.Наконец, команда обнаружила, что звезды с небольшими земными мирами, как правило, имеют металличность, подобную Солнцу.
Звезды с газовыми карликами, как правило, немного более богаты металлами. Звезды с газовыми гигантами содержат больше всего металлов — примерно на 50 процентов больше, чем наше Солнце.
«Кажется, что есть« золотая середина »металличности для получения планет размером с Землю, и она примерно такая же, как у Солнца. Это имеет смысл, потому что при более низкой металличности у вас меньше строительных блоков для планет, а при более высокой металличности вместо этого вы, как правило, создаете газовых гигантов », — объясняет Бучхаве.Он подчеркивает, что металличность — лишь один из многих факторов, определяющих, какие планеты будут формироваться вокруг данной звезды. Кроме того, их изучение ограничивалось относительно близкими планетами, поскольку Кеплеру было легче всего их обнаружить.
Они планируют расширить свое исследование на планеты на более широких орбитах, когда эти данные станут доступны.