2009.11.16. - Exobolygók segíthetik a Nap egyik rejtélyének megoldását

Egy 500 csillagra kiterjedő felmérés alapján a közülük bolygókísérővel rendelkezők sokkal hatékonyabban égetik a lítiumot, mint a planétával nem bíró társaik, s ez magyarázhatja a Nap felszíni lítiumhiányát is.

A csillagászok már évtizedekkel ezelőtt felfigyeltek arra a tényre, hogy a Naphoz hasonló csillagokkal összevetve központi égitestünk lítiumtartalma szignifikánsan alacsonyabb, de a jelenségre eddig nem sikerült magyarázatot találni. Egy 500 csillagra - melyek közül 70 bolygókísérővel rendelkezik - kiterjedő felmérés azonban most más megvilágításba helyezheti a fél évszázadnál is régebbi problémát.

Garik Israelian (Instituto de Astrofisica de Canarias, Tenerife) és munkatársai az ESO 3,6 méteres, Chilében, La Silla-n működő távcsövén üzemelő HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) spektrográfot - az egyik legsikeresebb és legeredményesebb exobolygó-vadász eszközt - használták több éven keresztül a kiválasztott csillagok monitorozására. A kutatás egyik résztvevője, Michel Mayor (Observatory of Geneva University) szerint a megfigyelésekből összeállított adatbázis az eddigi legteljesebb minta, ami alapján jelenleg vizsgálni lehet, hogy mi is különbözteti meg a bolygóval rendelkező csillagokat a többi társuktól.

Fantáziarajz egy nagyon fiatal csillagról, melyet még körülvesz az a protoplanetáris porkorong, amiben a bolygók kialakulnak. Az új eredmény szerint a bolygók léte és a központi csillag alacsony lítiumtartalma között szoros összefüggés van. Az elképzelés szerint a bolygók hatására a csillagbelsőkben olyan mozgások indukálódnak, melyek a lítiumot a mélyebb, s így forróbb rétegekbe juttatják, ahol az hatékonyabban semmisül meg, mint a hidegebb felső régiókban.
[ESO/L. Calçada]

A kutatókat főleg a Naphoz hasonló csillagok érdekelték, ezek tették ki a vizsgált minta majdnem negyedét. A színképek elemzése alapján azt találták, hogy a bolygóval rendelkező csillagok nagy részénél a lítium részaránya alig 1 százalék a többi csillagok lítiumtartalmához viszonyítva. Nuno Santos (Centro de Astrofisica da Universidade do Porto) szerint ezek a csillagok, s a Nap is, a születésükkor örökölt lítiumot sokkal hatékonyabban égetik, mint a bolygóval nem rendelkezők. A vizsgált minta pedig elegendően nagy ahhoz, hogy egyéb, a csillaghoz kötődő tulajdonság - például kor - kizárható legyen az alacsony lítiumtartalmat esetleg magyarázó okok sorából.

Az elképzelések szerint a vasnál kisebb tömegszámú elemek nagy részétől eltérően a könnyű lítium, berillium és bór nem a csillagokban keletkezik szignifikáns mennyiségben, hanem például a lítium túlnyomó része már 13,7 milliárd évvel ezelőtt, közvetlenül az Ősrobbanás után létrejött. Ez alapján a legtöbb csillagban a lítiumgyakoriság hasonló kell legyen, hacsak valamilyen, a csillagok belsejében zajló folyamat nem csökkenti jelentősen a szintjét. Az új eredmények szerint a bolygók nyilvánvalóan hatással vannak erre a folyamatra, ennek a módja azonban még nem tisztázott. Mayor szerint a bolygók megzavarhatják a csillag belsejének mozgásviszonyait, s így átrendezhetik a különböző kémiai elemek eloszlását. Ennek eredményeként a lítium a csillag mélyebb, s így forróbb rétegeibe kerülhet, ez pedig a nagy részének megsemmisüléséhez vezethet. A részletek kidolgozása az elméleti szakemberekre vár.

A bolygórendszer léte és a lítiumtartalom alacsony szintje közötti összefüggés felismerése újabb lehetőséget kínál arra is, hogy hatékonyan tudjuk kiválasztani azokat a csillagokat, melyek esetében egyéb módszerekkel is érdemes bolygókísérők után kutatni.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazin 2009. november 12-i számában jelent meg.

Forrás:

• ESO 42/09 - Science Release