A pesar de los avances en la investigación de exoplanetas en la última década mucho sigue siendo desconocido Por ejemplo, ¿cómo varían las tasas de detección de planetas gigantes en función del contenido de metal de la estrella anfitriona? ¿Son los planetas gigantes más frecuentes alrededor de estrellas masivas? ¿Los planetas gigantes se forman bajo diferentes mecanismos dependiendo del contenido de metal de la estrella?
Con ese fin, un equipo de astrónomos dirigido por Annelies Mortier y Nuno C.Santos exploró qué función matemática caracteriza la tasa de detección en una distribución de estrellas (es decir, desde objetos ricos en metales hasta objetos pobres en metales). "Encontrar la forma funcional exacta de la frecuencia de detección del planeta metalicidad fomentará nuestra comprensión de la formación de planetas y la cantidad de planetas que deambulan por la galaxia", dijo Santos a la revista Space.
Los planetas gigantes se encuentran con mayor frecuencia alrededor de estrellas ricas en metales, y una figura del estudio del equipo (que se muestra a continuación) reafirma que ~ 25% de las estrellas con el doble de contenido de metal del Sol albergan un planeta gigante, mientras que la probabilidad cae a ~ 5% para estrellas con un contenido de metal análogo al Sol.
Establecer que las estrellas ricas en metales exhiben una mayor probabilidad de albergar un planeta gigante limita los modelos de formación planetaria. Específicamente, las observaciones sugieren que una mayor metalicidad promueve el crecimiento de núcleos rocosos / helados, que posteriormente acumulan gas. Sin embargo, el equipo señala que aunque la tendencia de metalicidad del planeta gigante es sólida para las estrellas que exhiben metalicidades mayores que (o análogas a) el Sol, los resultados son menos seguros para las estrellas pobres en metales. De hecho, existe un debate activo en la literatura sobre qué función vincula los regímenes ricos en metales y pobres en metales. En particular, ¿una disminución exponencial se extiende al régimen pobre en metales, o la función se nivela?
Dependiendo de la manera en que la tendencia de frecuencia se extiende al régimen pobre en metales, puede indicar que un mecanismo separado es responsable de crear los planetas gigantes de esa submuestra. Por lo tanto, los estudios continuos de estrellas pobres en metales son importantes, a pesar de la menor frecuencia de encontrar un planeta gigante. Además, Mortier (Centro de Astrofísica, Universidade do Porto) señala que "se debe alentar el estudio de estrellas pobres en metales, ya que varios modelos teóricos muestran que los planetas similares a la Tierra son más comunes alrededor de estas estrellas que alrededor de sus contrapartes ricas en metales".
El equipo centró sus esfuerzos en tratar de discernir una diferencia entre la viabilidad de varias formas funcionales en el régimen pobre en metales (es decir, ¿la tasa de detección de planetas gigantes en ese dominio se aplana, en lugar de disminuir exponencialmente?). Al final, no se encontraron diferencias estadísticas entre los escenarios, y tampoco estaba claro si existe una dependencia de masa detrás de la frecuencia de las detecciones de planetas gigantes. El equipo señaló que se necesitaba una muestra más grande para llegar a conclusiones definitivas, y agregó que las encuestas en curso para descubrir planetas garantizarían que el problema pueda resolverse pronto.
"Kepler y Gaia aumentarán significativamente la cantidad de descubrimientos de planetas, no solo para planetas gigantes, sino también para planetas más pequeños", dijo Mortier.
En resumen, para responder a las preguntas planteadas al principio, los esfuerzos de búsqueda de planetas deben centrarse en los pobres en metales.y estrellas ricas en metales, a pesar de que las primeras exhiben una frecuencia reducida de planetas gigantes. Los hallazgos del equipo aparecerán en Astronomía y Astrofísica, y hay una preimpresión disponible en arXiv. Los resultados del estudio están vinculados en parte a las observaciones adquiridas a través del instrumento HARPS (buscador de planetas de alta velocidad radial del planeta), que se muestra a continuación.
