Экзопланеты захватывают воображение как общественности, так и ученых. По мере продолжения их поиска исследователи обратили внимание на эволюцию металличности в Млечном Пути. Это помогает лучше понять, где в нашей Галактике вероятнее всего формируются планеты. Они обнаружили, что звезды с массивными планетами имеют более высокую металличность по сравнению со звездами с меньшим содержанием металлов. Также было установлено, что звезды с планетами, как правило, моложе тех, у которых планет нет. Это говорит о том, что формирование планет следует за эволюцией галактики, причем кольцо планетообразования со временем смещается наружу.
Поиск экзопланет в основном сосредоточен на изучении ближайших звезд, то есть звезд в нашем регионе Галактики. С развитием технологий возможности их обнаружения улучшаются, и на сегодняшний день уже найдено почти 6 000 планет вокруг других звезд. Для их поиска используются различные методы, такие как метод транзитов — фиксирующий уменьшение яркости звезды при прохождении планеты перед ней, или метод лучевых скоростей, измеряющий колебания звезды под действием гравитационного притяжения планеты.
Это художественное изображение показывает кандидата в экзолуны Kepler-1625b-i, планету, вокруг которой она вращается, и звезду в центре звездной системы. Kepler-1625b-i является первым кандидатом в экзолуны и, если его существование подтвердится, станет первой луной, обнаруженной за пределами Солнечной системы. Как и многие экзопланеты, Kepler-1625b-i была обнаружена с помощью метода транзитов.
Экзолуны сложно обнаружить, так как они меньше своих планет-компаньонов, поэтому их транзитный сигнал слабый. Кроме того, их положение в системе меняется с каждым транзитом из-за орбитального движения. Это требует сложного моделирования и тщательного анализа данных.
Одним из ключевых аспектов планетарного формирования в Галактике является наличие металлов (элементов тяжелее водорода и гелия), что известно как металличность. Эти элементы образуются в течение жизненного цикла звезды, особенно во время вспышек сверхновых. Они рассеиваются в космическом пространстве и становятся частью межзвездной среды. Изучение количества и распределения металлов позволяет получить представление о возрасте, истории и скорости образования звезд и планет.
Группа исследователей под руководством Жоаны Тейшейры из Университета Порту в Португалии изучала так называемые Галактические радиусы рождения (rBirth). Этот термин относится к расстоянию от центра галактики, на котором формируются звезды и, следовательно, планеты. Используя фотометрические, спектроскопические и астрометрические данные, команда смогла определить возраст двух групп звезд — тех, у которых есть планеты, и тех, у которых их нет. Это позволило им вычислить rBirth для экзопланет, исходя из исходного положения звезд (которое они определили по возрасту и содержанию металлов).
Результаты анализа показали, что звезды, у которых есть планеты, обладают более высоким содержанием железа относительно водорода ([Fe/H]), моложе и были рождены ближе к центру галактики по сравнению с теми, у которых планет нет. (Fe/H обозначает количество железа относительно водорода в звезде или галактике, где для Солнца [Fe/H] = 0.3.)
Команда также отметила, что по данным одного из наборов (Каталог параметров звезд с экзопланетами) можно сделать вывод, что звезды с массивными планетами имеют иное соотношение железа к водороду, а также другое распределение возраста по сравнению со звездами, у которых есть хотя бы одна планета малой массы, и со звездами, у которых только планеты малой массы.
Исследование показывает, что массивные планеты, или, другими словами, землеподобные планеты, чаще всего формируются вокруг звезд с более высоким содержанием железа относительно водорода ([Fe/H]) и вокруг более молодых звезд по сравнению с маломассивными планетами. Аналогично, звездные системы, содержащие как массивные, так и маломассивные планеты, также образуются вокруг звезд с высоким [Fe/H] и малого возраста.
Это интересное исследование, заслуживающее дальнейшего изучения. Оно показывает, что планеты, похожие на Землю, как правило, формируются в звездных системах, возникших во внутренних областях Галактики, где запас металлов более обилен. Хотя такие системы могут мигрировать во внешние регионы Млечного Пути, это знание помогает лучше сфокусировать поиск планетарных систем за пределами нашей собственной.