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私たちの近所の星を調査すると、鉄やチタンなどの金属が豊富なものは、惑星がそれらを周回する可能性が5倍高いことが明らかになりました。カリフォルニア大学バークレー校のデブラフィッシャーは、次のように述べています。「金属が豊富な星を見ると、20%に惑星があります。それは驚くべきことです。」 (Darren Osborneによる寄稿)
私たちの太陽のような近くの754個の星を比較すると(惑星がある場合とない場合があります)、鉄に含まれる鉄やその他の金属が多いほど、伴星が存在する可能性が高くなります。
カリフォルニア大学バークレー校の研究天文学者であるデブラフィッシャー氏は、「天文学者は、星の5%だけが惑星を持っていると言ってきましたが、それほど正確な評価ではありません」と述べました。 「重金属が豊富な星は、金属が不足している星の5倍も軌道を回る惑星を抱えている可能性が高いことがわかっています。金属が豊富な星を見ると、20%に惑星があります。それは驚くべきことです。」
「金属は惑星が形成される種です」とメリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所(STScI)のアシスタント天文学者であるJeff Valenti同僚は付け加えました。
フィッシャー氏は、彼女とバレンティによる分析の詳細を午後1時30分に発表します。 7月21日月曜日のオーストラリア東部標準時(AEST)で、オーストラリアのシドニーで開催された国際天文学連合会議。
ヘリウムより重い鉄やその他の元素、つまり天文学者が「金属」として凝集させるものは、星内部の核融合反応によって生成され、壮大な超新星爆発によって星間物質に播種されます。したがって、金属は天の川銀河の初期の歴史では非常にまれでしたが、時間が経つにつれて、星の世代が進むたびにこれらの元素が豊富になり、惑星を形成する機会が増えました。
「今日形成されている星は、初期の世代の星よりも惑星を持っている可能性がはるかに高い」とバレンティは言った。 「それは惑星のベビーブームです。」
太陽系外惑星の数が増えるにつれ、約100個の星が惑星を持っていることが知られています。天文学者は、金属が豊富な星が惑星を宿す可能性が高いことに気づきました。星の「金属性」(ニッケルからシリコンまで、他の多くの元素の存在量を示す、星の外層における鉄の存在量の尺度)間の相関関係は、以前、天文学者ギジェルモゴンザレスとヌーノサントスによって、数十の惑星をもつ星。
フィッシャーとバレンティによる金属存在量の新しい調査は、惑星のある61個の星と惑星のない693個の星の統計的に大きなサンプルをカバーする最初のものです。彼らの分析は、金属存在量と惑星形成の間の相関関係を証明する数を提供します。
「人々はすでに、惑星がわかっているほとんどの星をかなり詳細に見ていますが、基本的に、惑星がないように見える何百もの星を無視しています。これらの過小評価された星は、惑星が形成される理由を理解するための背景を提供します。」と星の化学組成を決定する専門家であるValentiは言いました。
データは、金属含有量が私たちの近所の星に典型的であると考えられている太陽のような星が、惑星を持つ確率が5〜10%であることを示しています。太陽の3倍の金属を含む星は、惑星を内包する可能性が20%ありますが、太陽の1/3の金属含有量を持つ星は、惑星をもつ可能性が約3%あります。サンプルで最も金属に乏しい29個の星は、すべての太陽の金属存在量が1/3未満であり、惑星がありませんでした。
「これらのデータは、閾値金属性があることを示唆しており、したがって、銀河のすべての星が惑星系を形成する同じ機会を持っているわけではありません」とフィッシャーは言った。 「星に惑星の伴侶がいるかどうかは、その誕生の条件です。金属の初期割り当てが大きい方が、そうでない方よりも有利であり、この新しいデータで明らかに見られる傾向にあります。」
2人の天文学者は、1,000を超える星からの1,600のスペクトルを分析して金属組成を決定し、その後、ガス巨大惑星を支配または排除するのに十分長く観察された754の星に分析を絞り込みました。これらの星のいくつかは、フィッシャー、カリフォルニア大学バークレー校の天文学教授であるジェフリーマーシー、および同僚のポールバトラー(現在はワシントンのカーネギーインスティテュート)によって、近くの星の周りの太陽系外惑星を系統的に探索することで15年間観察されています。 754個の星すべてが2年以上にわたって調査されました。これは、近接する木星サイズの惑星が存在するかどうかを判断するのに十分な時間です。
星の表面には多くの金属が含まれていますが、天文学者は鉄、ニッケル、チタン、シリコン、ナトリウムの5つに焦点を合わせていました。 4年間の分析の後、天文学者は金属組成によって星を分類し、特定の組成の星が惑星を持っている可能性を判断することができました。たとえば、鉄の場合、星は太陽の鉄含有量(0.0032%)に対して相対的にランク付けされました。
「これはこの種の最も公平な調査です」とフィッシャーは強調しました。 「すべての金属存在量が同じ手法で決定され、プロジェクトのすべての星を2年以上のデータで分析したため、これは独特です。」
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フィッシャー氏は、この新しいデータは、金属に富む星が形成されるにつれて惑星系を発達させる可能性が高い理由を示唆していると語った。データは、より重い元素がより簡単にくっつき、粉塵、岩石、そして最終的に惑星コアが新たに点火した星の周りに形成されるという仮説と一致しています。若い星と周囲の塵とガスの円盤は同じ組成であるため、星から観測される金属組成は、惑星を構築するために円盤で利用できる重金属を含む原材料の豊富さを反映しています。データは、金属の量と惑星を宿す可能性の間のほぼ線形の関係を示しています。
「これらの結果は、私たちの天の川銀河の星のいくつかが惑星を持っているのに、他の星が持っていない理由を教えてくれます」とマーシーは言いました。 「重金属は一緒に凝集して岩を形成し、それらが惑星の固体コアに凝集する必要があります。」
フィッシャーとヴァレンティによる研究は、全米航空宇宙局、全米科学財団、英国の素粒子物理学および天文学研究評議会(PPARC)、英国オーストラリア天文台、サンマイクロシステムズ、ケック天文台、およびカリフォルニア大学のリック天文台。
元のソース:バークレーニュースリリース