Japonský tým astronomů uvedl silnou korelaci mezi metalicitou zaprášených protoplanetárních disků a jejich dlouhověkostí. Z tohoto zjištění navrhují, že hvězdy s nízkou metalicitou mají mnohem menší pravděpodobnost, že budou mít planety, včetně plynových gigantů, kvůli kratší životnosti jejich protoplanetárních disků.
Jak asi víte, „kov“ je astronomie - mluvte o něčem vyšším v periodické tabulce než o vodíku a heliu. Mléčná dráha má gradient metalicity - kde metallicity výrazně klesá, čím dál jdete. V extrémní vnější galaxii, asi 18 kiloparseců od středu, je kovová síla hvězd pouze 10% oproti Slunci (což je asi 8 kiloparseků - nebo asi 25 000 světelných let - od středu).
Tato studie porovnávala mladé hvězdokupy v hvězdných školkách s relativně vysokou metalicitou (jako je mlhovina Orion) s vzdálenějšími hvězdokupy ve vnější galaxii ve školkách s nízkou metalicitou (jako je Digel Cloud 2).
Závěry studie jsou založeny na předpokladu, že radiační výstup hvězd s hustými protoplanetárními disky bude mít nadbytek vlnových délek blízkých a středních infračervených paprsků. Je to z velké části proto, že hvězda zahřívá svůj obklopující protoplanetární disk, což způsobuje, že disk vyzařoval infračerveně.
Výzkumný tým použil subaru dalekohled 8,2 metru a postup nazývaný fotometrie JHK k identifikaci míry, kterou nazvali „disková frakce“, což představuje hustotu protoplanetárního disku (jak bylo určeno přebytkem infračerveného záření). K určení stáří shluků použili také další zavedené měřítko hmotnost-svítivost.
Grafická frakce disku v průběhu věku pro populace hvězd ekvivalentních ke Slunci proti populacím hvězd s nízkou metalitou ve vnější galaxii naznačuje, že protoplanetární disky těchto hvězd s nízkou metalicitou se rozptylují mnohem rychleji.
Autoři naznačují, že proces fotoevaporace může být základem kratší životnosti disků s nízkým obsahem kovů - kde dopad fotonů je dostatečný k rychlému rozptylování vodíku a helia s nízkou atomovou hmotností, zatímco přítomnost kovů s vyšší atomovou hmotností může tyto fotony odklonit, a tím udržet protoplanetární disk po delší dobu.
Jak zdůrazňují autoři, nižší životnost disků s nízkou metalicitou snižuje pravděpodobnost vzniku planety. Ačkoli se autoři vyhýbají mnohem větším spekulacím, zdá se, že důsledky tohoto vztahu jsou, stejně jako očekávají, že najdou méně planet kolem hvězd směrem k vnějšímu okraji galaxie - můžeme také očekávat, že najdeme méně planet kolem jakékoli staré populace Hvězdy II, které by se vytvořily také v prostředích s nízkou metalicitou.
Tato zjištění skutečně naznačují, že planety, dokonce i plynové obry, mohly být v raném vesmíru mimořádně vzácné - a staly se běžnou teprve později ve vývoji vesmíru - poté, co procesy hvězdné nukleosyntézy adekvátně naočkovaly vesmír kovem.
Další čtení: Yasui, C., Kobayashi, N., Tokunaga, A., Saito, M. a Tokoku, C.
Krátká životnost protoplanetárních disků v prostředích s nízkou metalicitou
