Корреляция между тяжелыми элементами в транзитных планетах и металличностью их родителей. Изображение предоставлено: A & A. нажмите, чтобы увеличить
Из 188 обнаруженных внесолнечных планет 10 являются транзитными; мы видим их, потому что они тускнеют от своей родительской звезды, когда они проходят впереди. Это дает астрономам возможность изучать фактический состав этих планет. Европейские астрономы обнаружили, что содержание металла в этих «горячих Юпитерах» зависит от количества металла в их родительской звезде, которое меняет размер их ядер.
Группа европейских астрономов во главе с Т. Гийо (CNRS, Observatoire de la Cote d'Azur, France) опубликует новое исследование физики пегасидов (также известных как горячие Юпитеры) в области астрономии и астрофизики. Они обнаружили, что количество тяжелых элементов в пегасидах коррелирует с металличностью их родительских звезд. Это первый шаг в понимании физической природы внесолнечных планет.
До настоящего времени астрономы обнаружили 188 внесолнечных планет, 10 из которых известны как «транзитные планеты». Эти планеты проходят между нами и их звездой на каждой орбите. Учитывая текущие технические ограничения, единственными транзитными планетами, которые могут быть обнаружены, являются планеты-гиганты, вращающиеся вокруг своей родительской звезды, известной как «горячие Юпитеры» или Пегасиды. Десять известных до сих пор транзитных планет имеют массы от 110 до 430 масс Земли (для сравнения, Юпитер с 318 массами Земли является самой массивной планетой в нашей Солнечной системе).
Транзитные планеты, хотя и редки, являются ключом к пониманию формирования планет, поскольку они являются единственными, для которых могут быть определены как масса, так и радиус. В принципе, полученная средняя плотность может ограничивать их глобальный состав. Однако для перевода средней плотности в глобальную композицию нужны точные модели внутренней структуры и эволюции планет. Ситуация осложняется нашими относительно слабыми знаниями о поведении вещества при высоких давлениях (давление во внутренностях гигантских планет более чем в миллион раз превышает атмосферное давление на Земле). Из девяти транзитных планет, известных до апреля 2006 г., только наименее массивная могла бы определить свой глобальный состав удовлетворительно. Было показано, что он обладает массивным ядром из тяжелых элементов, примерно в 70 раз превышающим массу Земли, с оболочкой из 40 масс Земли, состоящей из водорода и гелия. Было обнаружено, что из оставшихся восьми планет шесть в основном состоят из водорода и гелия, таких как Юпитер и Сатурн, но их ядро не может быть определено. Последние два оказались слишком большими, чтобы их можно было объяснить простыми моделями.
Рассматривая их как ансамбль впервые и учитывая аномально большие планеты, Тристан Гийо и его команда обнаружили, что девять транзитных планет имеют однородные свойства с массой ядра в диапазоне от 0 (без ядра или маленькой) до в 100 раз больше массы Земли и окружающей оболочки из водорода и гелия. Поэтому некоторые из пегасидов должны содержать большее количество тяжелых элементов, чем ожидалось. Сравнивая массу тяжелых элементов в пегасидах с металличностью родительских звезд, они также обнаружили корреляцию между существующими планетами, рожденными вокруг звезд, которые так же богаты металлом, как наше Солнце, и имеют небольшие ядра, тогда как планеты вращаются вокруг звезд. которые содержат в два-три раза больше металлов, имеют гораздо большие ядра. Их результаты будут опубликованы в Астрономии и Астрофизике.
Модели формирования планет не смогли предсказать большое количество тяжелых элементов, найденных таким образом на многих планетах, поэтому эти результаты подразумевают, что они нуждаются в пересмотре. Корреляция между звездным и планетарным составом должна быть подтверждена дальнейшими открытиями транзитных планет, но эта работа является первым шагом в изучении физической природы внесолнечных планет и их формирования. Это объясняет, почему транзитные планеты так трудно найти, с чего начать. Поскольку большинство пегасидов имеют относительно большие ядра, они меньше ожидаемых и их труднее обнаружить при транспортировке перед их звездами. В любом случае, это очень многообещающе для запуска космической миссии CNES COROT в октябре, которая должна обнаружить и привести к характеристике десятков транзитных планет, в том числе планет меньшего размера и планет, вращающихся слишком далеко от своей звезды, чтобы их можно было обнаружить с земли. ,
Что за десятая транзитная планета? XO-1b был анонсирован совсем недавно, и было обнаружено, что это аномально большая планета, вращающаяся вокруг звезды солнечной металличности. Модели подразумевают, что он имеет очень маленькое ядро, так что это новое открытие усиливает предложенную звездно-планетарную корреляцию металличности.
Первоначальный источник: НАСА Астробиология
