Til tross for fremskritt innen eksoplanettforskning det siste tiåret mye forblir ukjent. Hvordan varierer for eksempel deteksjonshastigheten til gigantiske planeter som en funksjon av vertsstjernens metallinnhold? Er gigantiske planeter hyppigere rundt massive stjerner? Danner det seg gigantiske planeter under forskjellige mekanismer avhengig av stjernens metallinnhold?
For det formål utforsket et team av astronomer ledet av Annelies Mortier og Nuno C. Santos hvilken matematisk funksjon som kjennetegner deteksjonshastigheten over en fordeling av stjerner (dvs. fra metallrike til metallfattige objekter). "Å finne den nøyaktige funksjonelle formen for deteksjonsfrekvensen for metallisitet og planet vil fremme vår forståelse av både planetdannelse og antall planeter som streifer rundt i galaksen," sa Santos til Space Magazine.
Kjempeplaneter finnes ofte rundt metallrike stjerner, og en figur fra teamets studie (vist nedenfor) bekrefter at ~ 25% av stjernene med to ganger solens metallinnhold er vert for en gigantisk planet, mens sannsynligheten faller til ~ 5% for stjerner med et metallinnhold analogt med Solen.
Å fastslå at metallrike stjerner utviser en økt sannsynlighet for å være vert for en gigantisk planet, begrenser planetdannelsesmodeller. Spesifikt antyder observasjonene at større metallisitet fremmer veksten av steinete / isete kjerner, som deretter akkreterer gass. Imidlertid bemerker teamet at selv om den gigantiske planeten-metallisitetstrenden er solid for stjerner som viser metalliske egenskaper større enn (eller analogt med) Solen, er resultatene mindre sikre for metallfattige stjerner. Det er faktisk en aktiv debatt i litteraturen om hvilken funksjon som knytter sammen de metallrike og metallfattige regimene. Strekker spesielt en eksponentiell tilbakegang seg inn i det metallfattige regimet, eller går funksjonen ut på nivå?
Avhengig av hvordan frekvensutviklingen strekker seg inn i det metallfattige regimet, kan det tyde på at en egen mekanisme er ansvarlig for å lage den underprøvens gigantiske planeter. Dermed er fortsatte undersøkelser av metallfattige stjerner viktig, til tross for den reduserte hyppigheten av å finne en gigantisk planet. Videre bemerker Mortier (Centro de Astrofisica, Universidade do Porto) at "studere metallfattige stjerner bør oppmuntres, siden flere teoretiske modeller viser at jordlignende planeter er mer vanlig rundt disse stjernene enn rundt deres metallrike kolleger."
Teamet fokuserte sin innsats på å prøve å skille forskjellen mellom levedyktigheten til forskjellige funksjonelle former i det metallfattige regimet (dvs. vil deteksjonshastigheten til gigantiske planeter i det domenet flates ut, i stedet for å avta eksponentielt?). Til slutt ble det ikke funnet noen statistisk forskjell mellom scenariene, og det var på samme måte uklart om det eksisterer en masseavhengighet bak frekvensen av gigantiske planetdeteksjoner. Teamet bemerket at en større prøve var nødvendig for å komme til endelige konklusjoner, og la til at pågående undersøkelser for å oppdage planeter vil sikre at problemet snart kan løses.
"Kepler og Gaia vil øke mengden av planetfunn betydelig, ikke bare for gigantiske planeter, men også for mindre planeter," sa Mortier.
I sum skal svaret på spørsmålene som ble stilt i begynnelsen av planetenes jaktarbeid være fokusert på metallfattigeog metallrike stjerner, til tross for at de tidligere hadde en redusert frekvens av gigantiske planeter. Teamets funn vil vises i Astronomy & Astrophysics, og en forhåndsutskrift er tilgjengelig på arXiv. Resultatene fra studien er delvis knyttet til observasjoner ervervet via HARPS-instrumentet (High precision Radial Velocity Planet Searcher), som er vist nedenfor.
