Japānas astronomu komanda ir ziņojusi par spēcīgu korelāciju starp putekļainu protoplanētu disku metāliskumu un to ilgmūžību. Pamatojoties uz šo atklājumu, viņi ierosina, ka zema metāliskuma zvaigznēm, visticamāk, ir planētas, tostarp gāzes giganti, jo to protoplanetāro disku kalpošanas laiks ir īsāks.
Kā jūs droši vien zināt, jēdziens 'metāls' ir astronomija, kas attiecas uz jebko, kas atrodas augstāk periodiskajā tabulā nekā ūdeņradis un hēlijs. Piena ceļam ir metāliskuma gradients — kur metāliskums ievērojami samazinās, jo tālāk dodaties. Galējā ārējā galaktikā, aptuveni 18 kiloparseku attālumā no centra, zvaigžņu metāliskums ir tikai 10% no Saules (kas ir apmēram 8 kiloparsekus jeb aptuveni 25 000 gaismas gadu attālumā no centra).
Šajā pētījumā tika salīdzinātas jaunas zvaigžņu kopas zvaigžņu audzētavās ar salīdzinoši augstu metāliskumu (piemēram, Oriona miglājs) ar attālākām kopām ārējā galaktikā zema metāliskuma audzētavās (piemēram, Digel Cloud 2).
Pētījuma secinājumi ir balstīti uz pieņēmumu, ka zvaigžņu ar blīviem protoplanetāriem diskiem starojuma jaudai būs tuvā un vidējā infrasarkanā viļņa garuma pārsniegums. Tas lielā mērā ir tāpēc, ka zvaigzne silda apkārtējo protoplanetāro disku, liekot diskam izstarot infrasarkano staru.
Pētnieku grupa izmantoja 8,2 metru Subaru teleskopu un procedūru, ko sauc par JHK fotometriju, lai noteiktu mērījumu, ko viņi sauca par 'diska daļu', kas atspoguļo protoplanetārā diska blīvumu (ko nosaka infrasarkanā starojuma pārpalikums). Viņi arī izmantoja citu noteiktu masas un spilgtuma attiecības mērījumu, lai noteiktu kopu vecumu.
Diagrammu diska frakcija pēc vecuma Saulei ekvivalenta metāliskuma zvaigžņu populācijām salīdzinājumā ar zema metāliskuma zvaigžņu populācijām ārējā galaktikā liecina, ka šo zema metāliskuma zvaigžņu protoplanetārie diski izkliedējas daudz ātrāk.
Kreisais attēls - Subaru teleskops Havaju salās. Kredīts: NAOJ. Labais attēls — saistība starp diska noturību zvaigznēm ar zemu metāliskumu (O/H = -0,7, sarkana līnija) un zvaigznēm ar Saulei ekvivalentu metāliskumu (O/H = 0, melna līnija). Šķiet, ka zemu metālu zvaigžņu protoplanetārie diski ātri izkliedējas, samazinot planētu veidošanās iespējamību. Kredīts: Yasui et al.
Autori ierosina, ka process, kas fotoiztvaikošana var būt pamatā zemu metālu disku īsākam kalpošanas laikam – kur fotonu ietekme ir pietiekama, lai ātri izkliedētu zemas atommasas ūdeņradi un hēliju, savukārt metālu ar lielāku atommasu klātbūtne var novirzīt šos fotonus un tādējādi uzturēt protoplanetāru disku ilgākā laika periodā.
Kā norāda autori, zema metāliskuma disku mazāks kalpošanas laiks samazina planētu veidošanās iespējamību. Lai gan autori izvairās no daudz vairāk spekulāciju, šķiet, ka šo attiecību sekas ir tādas, kā arī cerība atrast mazāk planētu ap zvaigznēm galaktikas ārējās malas virzienā – mēs varētu arī sagaidīt, ka ap jebkuru veco populāciju atradīsim mazāk planētu. II zvaigznes, kas būtu veidojušās arī vidēs ar zemu metāliskumu.
Patiešām, šie atklājumi liek domāt, ka planētas, pat gāzes giganti, agrīnajā Visumā varēja būt ārkārtīgi reti sastopamas — un tikai vēlāk Visuma evolūcijas gaitā kļuvušas par ikdienišķām — pēc tam, kad zvaigžņu nukleosintēzes procesi kosmosā bija pietiekami apsējuši ar metāliem.
Papildu lasīšana:Yasui, C., Kobayashi, N., Tokunaga, A., Saito, M. un Tokoku, C.
Īss protoplanētu disku kalpošanas laiks zema metāliskuma vidēs
