Korrelation mellem de tunge elementer i transiterende planeter og metalliciteten af deres forældre. Billedkredit: A&A. Klik for at forstørre
Af de 188 opdagede ekstrasolære planeter er 10 transitter; vi ser dem, fordi de dæmper deres overordnede stjerne, når de passerer foran. Dette giver astronomer en mulighed for at studere den faktiske sammensætning af disse planeter. Europæiske astronomer har opdaget, at metalindholdet i disse "varme Jupiters" afhænger af mængden af metal i deres moderstjerne, hvilket ændrer størrelsen på deres kerner.
Et team af europæiske astronomer, ledet af T. Guillot (CNRS, Observatoire de la Cote d’Azur, Frankrig), vil offentliggøre en ny undersøgelse af fysikken i Pegasids (også kendt som hot Jupiters) inden for astronomi og astrofysik. De fandt, at mængden af tunge elementer i Pegasids er korreleret med metalliciteten af deres overordnede stjerner. Dette er et første skridt i forståelsen af den ekstrasolære planets fysiske natur.
Indtil nu har astronomer opdaget 188 ekstrasolære planeter, hvoraf 10 er kendt som ”transiterende planeter”. Disse planeter passerer mellem deres stjerne og os ved hver bane. I betragtning af de nuværende tekniske begrænsninger er de eneste transiterende planeter, der kan detekteres, gigantiske planeter, der kredser tæt på deres forældre, der er kendt som "hot Jupiters" eller Pegasids. De hidtil kendte transiterende planeter har masser mellem 110 og 430 jordmasser (til sammenligning er Jupiter med 318 jordmasser den mest massive planet i vores solsystem).
Selvom sjældne, transiterende planeter er nøglen til at forstå planetdannelse, fordi de er de eneste, som både massen og radius kan bestemmes for. I princippet kan den opnåede gennemsnitstæthed begrænse deres globale sammensætning. Oversættelse af en gennemsnitlig tæthed til en global sammensætning kræver dog nøjagtige modeller af planternes indre struktur og udvikling. Situationen vanskeliggøres af vores relativt dårlige viden om materiens opførsel ved høje tryk (trykket i det indre af gigantiske planeter er mere end en million gange det atmosfæriske tryk på Jorden). Af de ni gennemgående planeter, der er kendt indtil april 2006, var det kun den mindst massive, der kunne få sin globale sammensætning bestemt tilfredsstillende. Det viste sig at have en massiv kerne af tunge elementer, cirka 70 gange jordens masse, med en 40 jordmassehylle af brint og helium. Af de resterende otte planeter viste det sig, at seks for det meste var sammensat af brint og helium, som Jupiter og Saturn, men deres kernemasse kunne ikke bestemmes. De to sidste viste sig at være for store til at kunne forklares med enkle modeller.
I betragtning af dem som et ensemble for første gang og redegørelse for de unormalt store planeter, konstaterede Tristan Guillot og hans team, at de ni transiterende planeter har homogene egenskaber med en kernemasse fra 0 (ingen kerne eller en lille) op til 100 gange jordens masse og en omgivende kuvert af brint og helium. Nogle af Pegasiderne bør derfor indeholde større mængder tunge elementer end forventet. Når man sammenligner massen af tunge elementer i Pegasiderne med metalliciteten af forældrenes stjerner, fandt de også en sammenhæng, der eksisterede, med planeter født omkring stjerner, der er lige så metalrige som vores sol, og som har små kerner, mens planeter kredser om stjerner der indeholder to til tre gange flere metaller har meget større kerner. Deres resultater vil blive offentliggjort i Astronomy & Astrophysics.
Planetdannelsesmodeller har ikke kunnet forudsige de store mængder tunge elementer, der findes på denne måde i mange planeter, så disse resultater indebærer, at de har brug for revision. Korrelationen mellem stjernernes og planetariske sammensætning skal bekræftes ved yderligere opdagelser af transiterende planeter, men dette arbejde er et første skridt i studiet af den fysiske natur af ekstrasolære planeter og deres dannelse. Det vil forklare, hvorfor transiterende planeter er så svære at finde til at begynde med. Fordi de fleste Pegasids har relativt store kerner, er de mindre end forventet og vanskeligere at opdage under transit foran deres stjerner. Under alle omstændigheder er dette meget lovende for CNES-rummissionen COROT, der lanceres i oktober, hvilket skulle opdage og føre til karakterisering af snesevis af transiterende planeter, herunder mindre planeter og planeter, der kredser for langt fra deres stjerne til at blive opdaget fra jorden .
Hvad med den tiende transiterende planet? XO-1b blev annonceret for nylig og viser sig også at være en afvigende stor planet, der kredser om en stjerne af solmetallicitet. Modeller antyder, at den har en meget lille kerne, så denne nye opdagelse styrker den foreslåede stjerne-planetariske metallicitetskorrelation.
Original kilde: NASA Astrobiology
