På trods af fremskridt inden for eksoplanetforskning i det sidste årti meget forbliver ukendt. Hvordan varierer for eksempel detekteringshastighederne for kæmpe planeter som en funktion af værtsstjernens metalindhold? Er kæmpe planeter hyppigere omkring massive stjerner? Dannes gigantiske planeter under forskellige mekanismer afhængigt af stjernens metalindhold?
Til dette formål undersøgte et team af astronomer ledet af Annelies Mortier og Nuno C. Santos, hvilken matematisk funktion, der kendetegner detekteringshastigheden på tværs af en fordeling af stjerner (dvs. fra metalrige til metalfattige genstande). "At finde den nøjagtige funktionelle form for detekteringsfrekvensen for metallicitet og planet vil fremme vores forståelse af både planetdannelse og antallet af planeter, der strejfer om galaksen," fortalte Santos til Space Magazine.
Gigantiske planeter findes oftest omkring metalrige stjerner, og en figur fra holdets undersøgelse (vist nedenfor) bekræfter, at ~ 25% af stjerner med to gange Solens metalindhold er vært for en kæmpe planet, mens sandsynligheden falder til ~ 5% for stjerner med et metalindhold, der er analogt med Solen.
At fastslå, at metalrige stjerner udviser en øget sandsynlighed for at være vært for en kæmpe planet, begrænser planetdannelsesmodeller. Specifikt antyder observationer, at større metallicitet fremmer væksten af stenede / iskerner, som derefter akkrediterer gas. Dog bemærker teamet, at selv om den gigantiske planet-metallicitetstrend er solid for stjerner, der udviser metalliciteter større end (eller analogt med) Solen, er resultaterne mindre sikre for metalfattige stjerner. Der er faktisk en aktiv debat i litteraturen om, hvilken funktion der forbinder de metalrige og metalfattige regimer. Især eksponentielt tilbagegang strækker sig ind i det metalfattige regime, eller jævngør funktionen sig?
Afhængig af den måde, hvorpå frekvenstrenden strækker sig ind i det metalfattige regime, kan det tyde på, at en separat mekanisme er ansvarlig for at skabe denne underamples kæmpeplaneter. Således er fortsatte undersøgelser af metalfattige stjerner trods den nedsatte hyppighed af at finde en kæmpe planet. Desuden bemærker Mortier (Centro de Astrofisica, Universidade do Porto), at "studere metalfattige stjerner bør fremmes, da flere teoretiske modeller viser, at jordlignende planeter er mere almindelige omkring disse stjerner end omkring deres metalrige kolleger."
Holdet fokuserede deres bestræbelser på at forsøge at skelne en forskel mellem levedygtigheden af forskellige funktionelle former i det metalfattige regime (dvs. går detektionshastigheden af gigantiske planeter i dette domæne ud i stedet for at falde eksponentielt?). I sidste ende blev der ikke fundet nogen statistisk forskel mellem scenarierne, og det var ligeledes uklart, om der eksisterer en masseafhængighed bag hyppigheden af gigantiske planetdetektioner. Holdet bemærkede, at en større prøve var nødvendig for at nå frem til endelige konklusioner, og tilføjede, at igangværende undersøgelser for at opdage planeter ville sikre, at problemet snart kan løses.
”Kepler og Gaia vil øge mængden af planetopdagelser markant, ikke kun for kæmpe planeter, men også for mindre planeter,” sagde Mortier.
Sammenfattende skal svaret på de spørgsmål, der blev stillet i begyndelsen, jagtbestræbelser på planeten være fokuseret på metalfattigeog metalrige stjerner, på trods af at de tidligere udviser en reduceret hyppighed af kæmpe planeter. Holdets fund vil vises i Astronomy & Astrophysics, og en fortryk er tilgængelig på arXiv. Resultaterne fra undersøgelsen er delvis bundet til observationer erhvervet via HARPS-instrumentet (High precision Radial Velocity Planet Searcher), som er vist nedenfor.
