Korrelasjon mellom de tunge elementene i transittplaneter og metallisiteten til foreldrene. Bildekreditt: A&A. Klikk for å forstørre
Av de 188 ekstrasolære planetene som ble oppdaget, er 10 transitter; vi ser dem fordi de demper forelderstjernen når de passerer foran. Dette gir astronomer en mulighet til å studere den faktiske sammensetningen av disse planetene. Europeiske astronomer har oppdaget at metallinnholdet i disse "hete Jupiters" avhenger av mengden metall i forelderstjernen, noe som endrer størrelsen på kjernene deres.
Et team av europeiske astronomer, ledet av T. Guillot (CNRS, Observatoire de la Cote d’Azur, Frankrike), vil publisere en ny studie av fysikken til Pegasids (også kjent som hot Jupiters) innen Astronomi og astrofysikk. De fant ut at mengden tunge elementer i Pegasids er korrelert med metalliciteten til foreldrenes stjerner. Dette er et første skritt i forståelsen av de ekstrasolare planetenees fysiske natur.
Til nå har astronomer oppdaget 188 ekstrasolare planeter, hvorav 10 er kjent som "transiterende planeter". Disse planetene passerer mellom stjernen og oss på hver bane. Gitt de gjeldende tekniske begrensningene, er de eneste transiterende planetene som kan oppdages kjempeplaneter som går i bane rundt foreldrenes stjerne kjent som "hot Jupiters" eller Pegasids. De hittil kjente transittplaneter har masser mellom 110 og 430 jordmasser (til sammenligning er Jupiter, med 318 jordmasser, den mest massive planeten i vårt solsystem).
Selv om de er sjeldne, er transittplaneter nøkkelen til å forstå planetdannelse fordi de er de eneste som både masse og radius kan bestemmes for. I prinsippet kan den oppnådde middeltettheten begrense deres globale sammensetning. Å oversette en gjennomsnittlig tetthet til en global sammensetning trenger imidlertid nøyaktige modeller av planetenes indre struktur og utvikling. Situasjonen vanskeliggjøres av vår relativt dårlige kunnskap om atferden til materie ved høyt trykk (trykket i det indre av gigantiske planeter er mer enn en million ganger atmosfæretrykket på jorden). Av de ni transittplaneter som er kjent fram til april 2006, var det bare den minst massive som kunne få sin globale sammensetning bestemt på tilfredsstillende måte. Det ble vist til å ha en massiv kjerne av tunge elementer, omtrent 70 ganger jordens masse, med en 40 jordmassehylle med hydrogen og helium. Av de resterende åtte planetene ble det funnet at seks for det meste var sammensatt av hydrogen og helium, som Jupiter og Saturn, men kjernemassen deres kunne ikke bestemmes. De to siste viste seg å være for store til å kunne forklares med enkle modeller.
Å betrakte dem som et ensemble for første gang, og redegjøre for de unormalt store planetene, fant Tristan Guillot og teamet hans at de ni transiterende planetene har homogene egenskaper, med en kjernemasse fra 0 (ingen kjerne, eller en liten) opp til 100 ganger jordens masse, og en omringende konvolutt med hydrogen og helium. Noen av Pegasids bør derfor inneholde større mengder tunge elementer enn forventet. Når man sammenligner massen av tunge elementer i Pegasidene med metalliciteten til foreldrenes stjerner, fant de også en sammenheng som eksisterer, med planeter født rundt stjerner som er like metallrike som vår sol og som har små kjerner, mens planeter kretser om stjerner som inneholder to til tre ganger flere metaller har mye større kjerner. Resultatene deres vil bli publisert i Astronomy & Astrophysics.
Planetdannelsesmodeller har ikke klart å forutsi de store mengder tunge elementer som er funnet på denne måten i mange planeter, så disse resultatene innebærer at de må revideres. Korrelasjonen mellom stjerners og planetarisk sammensetning må bekreftes ved ytterligere funn av transittplaneter, men dette arbeidet er et første skritt i å studere den fysiske naturen til ekstrasolare planeter og deres dannelse. Det vil forklare hvorfor transittplaneter er så vanskelig å finne, til å begynne med. Fordi de fleste Pegasids har relativt store kjerner, er de mindre enn forventet og vanskeligere å oppdage under transport foran stjernene sine. Uansett er dette veldig lovende for CNES romoppdrag COROT som ble lansert i oktober, noe som burde oppdage og føre til karakterisering av titalls transittplaneter, inkludert mindre planeter og planeter som går i bane for langt fra stjernen deres til å bli oppdaget fra bakken .
Hva med den tiende transittplaneten? XO-1b ble annonsert for ganske nylig, og det er også funnet å være en avvikende stor planet som kretser rundt en stjerne av solmetallisitet. Modeller antyder at den har en veldig liten kjerne, slik at denne nye oppdagelsen styrker den foreslåtte stjerne-planetariske metallisitetskorrelasjonen.
Opprinnelig kilde: NASA Astrobiology
