Planety zemského typu mohly vznikat dříve

Tvorba terestrických planet vyžaduje suroviny, které nebyly v rané historii vývoje vesmíru k dispozici. Velký třesk zaplnil vesmír pouze vodíkem a héliem. Chemické prvky jako křemík a kyslík – klíčové složky hornin – musely být postupně vytvořeny v nitrech hvězd. Avšak jak dlouho to trvalo? A jak velké množství těžkých prvků musí být k dispozici pro vznik planet?

Dosavadní studie vedly k závěru, že plynní obři velikosti Jupiteru vznikali především v okolí hvězd obsahujících více těžkých prvků než Slunce. Nicméně nové výzkumy naznačují, že planety menší než Neptun obíhají kolem velmi různorodých hvězd včetně těch, které obsahují méně těžkých prvků než Slunce. Výsledkem toho je, že kamenné exoplanety podobné Zemi se mohly vytvářet i dříve během vývoje vesmíru, než se doposud předpokládalo.

„Tato výzkumná práce naznačuje, že terestrické planety mohly vznikat v průběhu celé historie naší Galaxie,“ říká astronom David Latham (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). „Nepotřebujeme k tomu mnoho předcházejících generací hvězd.“

David Latham hrál hlavní roli ve výzkumu, jehož vedoucím byl Lars A. Buchhave (University of Copenhagen). Výsledky práce byly publikovány v časopise Nature.

Astronomové označují chemické prvky těžší než vodík a hélium termínem „kovy“. U jednotlivých hvězd zjišťují obsah kovů, tzv. metalicitu, kterou porovnávají se Sluncem. Hvězdy s vyšším obsahem těžkých prvků jsou považovány za bohaté na kovy, zatímco hvězdy s nižším obsahem těžkých prvků jsou naopak považovány za hvězdy chudé na kovy.

David Latham se svými spolupracovníky prozkoumal více než 150 hvězd, u nichž byly objeveny planety na základě údajů z družice Kepler. Určovali metalicitu těchto hvězd a její vzájemný vztah k velikosti obíhajících planet. Velké planety měly tendenci obíhat kolem hvězd se stejnou a vyšší metalicitou, než jakou má naše Slunce. Naopak menší planety byly nalezeny jak u planet bohatých na těžké prvky, tak u hvězd s nízkým obsahem kovů.

„Obří planety preferují hvězdy bohaté na kovy, těm malým je to jedno,“ dodává David Latham.

Bylo také zjištěno, že terestrické planety vznikají v okolí hvězd s širokým rozmezím metalicity včetně hvězd, které disponují pouze jednou čtvrtinou kovů, jež obsahuje Slunce.

Závěry astronomů podporují teorii vzniku planet „zvětšováním jádra“. Podle tohoto modelu se prvotní prach hromadí (akumuluje) a vytváří objekty kilometrových rozměrů, tzv. planetesimály, které se poté spojují a vytvářejí plnohodnotné planety. Ty největší, zhruba 10krát převyšující hmotnost Země, mohou následně kolem sebe shromáždit velké množství vodíku a stát se plynnými obry.

Jádro plynného obra se musí zformovat velice rychle, protože vodík z protoplanetárního disku se poměrně rychle rozptýlí. Je vymeten pryč hvězdným větrem za pouhých několik miliónů roků. Vyšší metalicita by mohla podpořit vznik větších jader, což vysvětluje, proč častěji objevujeme plynné obry kroužící kolem hvězd bohatých na kovy.

Zdroj: http://spaceref.com/extrasolar-planets-1/alien-earths-could-form-earlier-than-expected.html

autor: František Martinek