Một nhóm các nhà thiên văn học Nhật Bản đã báo cáo một mối tương quan mạnh mẽ giữa tính kim loại của các đĩa hình thành hành tinh bụi và tuổi thọ của chúng. Từ phát hiện này, họ đề xuất rằng các ngôi sao có tính kim loại thấp ít có khả năng có các hành tinh, bao gồm cả những người khổng lồ khí, do thời gian tồn tại của các đĩa tiền đạo của chúng ngắn hơn.
Như bạn có thể biết, ‘kim loại là thiên văn học nói cho bất cứ điều gì cao hơn bảng tuần hoàn so với hydro và helium. Dải Ngân hà có độ dốc kim loại - trong đó kim loại giảm rõ rệt khi bạn đi xa hơn. Trong thiên hà ngoài cùng cực, cách trung tâm khoảng 18 kiloparsec, tính kim loại của các ngôi sao chỉ bằng 10% so với Mặt trời (tức là khoảng 8 kiloparsec - hoặc cách trung tâm khoảng 25.000 năm ánh sáng).
Nghiên cứu này đã so sánh các cụm sao trẻ trong các vườn ươm sao với tính kim loại tương đối cao (như tinh vân Orion) chống lại các cụm xa hơn trong thiên hà bên ngoài trong các vườn ươm có tính kim loại thấp (như Digel Cloud 2).
Các kết luận của nghiên cứu dựa trên giả định rằng đầu ra bức xạ của các ngôi sao với các đĩa tiền đạo dày đặc sẽ có sự vượt quá các bước sóng đỏ gần và giữa. Điều này phần lớn là do ngôi sao làm nóng đĩa xung quanh của nó, làm cho đĩa phát ra màu đỏ hồng ngoại.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Kính thiên văn Subaru 8.2 mét và một quy trình gọi là trắc quang JHK để xác định một biện pháp mà họ gọi là fraction phần phân đoạn, đại diện cho mật độ của đĩa tiền đạo (được xác định bởi sự dư thừa của bức xạ hồng ngoại). Họ cũng sử dụng một biện pháp quan hệ độ sáng khối lượng được thiết lập khác để xác định tuổi của các cụm.
Vẽ đồ thị tỷ lệ đĩa theo tuổi đối với các quần thể sao kim loại tương đương Mặt trời so với quần thể sao kim loại thấp trong thiên hà bên ngoài cho thấy rằng các đĩa tiền đạo của các sao kim loại thấp đó phân tán nhanh hơn nhiều.
Các tác giả cho rằng quá trình quang hóa có thể kéo dài tuổi thọ của các đĩa kim loại thấp - trong đó tác động của các photon đủ để phân tán nhanh hydro và heli khối lượng nguyên tử thấp, trong khi sự hiện diện của các kim loại có trọng lượng nguyên tử cao hơn có thể làm chệch hướng các photon đó và do đó duy trì một đĩa tiền điện tử trong một thời gian dài hơn.
Như các tác giả chỉ ra, tuổi thọ thấp hơn của các đĩa kim loại thấp làm giảm khả năng hình thành hành tinh. Mặc dù các tác giả tránh xa sự suy đoán nhiều hơn, nhưng ý nghĩa của mối quan hệ này dường như là, cũng như mong đợi tìm thấy ít hành tinh xung quanh các ngôi sao ở rìa ngoài của thiên hà - chúng ta cũng có thể mong đợi tìm thấy ít hành tinh hơn trong bất kỳ Dân số cũ nào Ngôi sao II cũng sẽ hình thành trong môi trường có tính kim loại thấp.
Thật vậy, những phát hiện này cho thấy các hành tinh, thậm chí là những người khổng lồ khí, có thể cực kỳ hiếm trong vũ trụ sơ khai - và chỉ trở nên phổ biến sau này trong quá trình tiến hóa của vũ trụ - sau khi các quá trình tổng hợp hạt nhân sao đã gieo mầm vũ trụ bằng kim loại.
Đọc thêm: Yasui, C., Kobayashi, N., Tokunaga, A., Saito, M. và Tokoku, C.
Thời gian tồn tại ngắn của các đĩa tiền điện tử trong môi trường có tính kim loại thấp
