Исследователи с кафедры физики и астрономии Пенсильванского университета, США, разработали новый метод, который позволяет глубже понять связь между химическим составом звезды и формированием планет. Авторы нашли, что большинство звезд из изученного ими набора близки по составу к Солнцу – вывод, противоречащий в некоторой части предыдущим исследованиям и подразумевающий, что большинство звезд Млечного пути могут обладать собственными планетными системами, включающими каменистые планеты, подобные Земле.

Наиболее распространенным методом обнаружения экзопланет является транзитный метод, основанный на том, что при прохождении планеты между родительской звездой и наблюдателем она блокирует часть звездного света, что наблюдается с Земли как периодическое снижение яркости родительского светила. Однако у этого метода есть ограничения, поскольку экзопланеты могут быть обнаружены лишь если их орбита проходит перед звездой и планеты имеют достаточно малые орбитальные периоды. Другой наиболее распространенный метод поиска экзопланет, метод радиальных скоростей, или допплеровский метод, характеризуется другими ограничениями.

Поэтому возникает вопрос – если планета не может быть обнаружена, можно ли сделать выводы о ее наличии в системе звезды, изучив лишь параметры родительского светила? В новом исследовании ученые уверенно отвечают «да» на этот вопрос, найдя тесную связь между химическим составом звезды и фактом наличия каменистых планет в ее системе.

В этой новой работе исследователи во главе с Якобом Нибауэром (Jacob Nibauer) из Пенсильванского университета проанализировали данные по химическому составу 1500 звезд Млечного пути, собранные при помощи эксперимента Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE-2), обращая внимание на пять химических элементов – кремний, магний, никель, кальций и алюминий. Новизна исследования состояла в том, что команда применила байесовскую статистику к измерению содержаний пяти «огнеупорных» элементов и объективно выделила две различных популяции звезд, основываясь на химическом составе.

Метод Нибауэра позволил включить в рассмотрение звезды с низким отношением сигнал/шум и таким образом увеличить выборку, оценив средние значения для очень обширной популяции звезд. В результате удалось выяснить, что изученные звезды в зависимости от их химического состава делятся на две большие группы. Звезды, обедненные «огнеупорными» элементами, составляют большинство, в то время как более богатые этими элементами звезды формируют малочисленную группу. Это может указывать на то, что «недостающие огнеупорные элементы» пошли в таких системах на образование планет, отмечают авторы. Наше Солнце также является обедненным пятью изученными в работе элементами относительно среднего, то есть входит в «правильную» популяцию, замечают Нибауэр и его коллеги.