Un equipo japonés de astrónomos ha informado de una fuerte correlación entre la metalicidad de los discos protoplanetarios polvorientos y su longevidad. A partir de este hallazgo, proponen que las estrellas de baja metalicidad son mucho menos propensas a tener planetas, incluidos los gigantes gaseosos, debido a la vida útil más corta de sus discos protoplanetarios.
Como probablemente ya sepas, "metal" es astronomía, habla de algo más arriba en la tabla periódica que el hidrógeno y el helio. La Vía Láctea tiene un gradiente de metalicidad, donde la metalicidad cae notablemente a medida que avanzas. En la galaxia exterior extrema, a unos 18 kiloparsecs del centro, la metalicidad de las estrellas es solo el 10% de la del Sol (que está a unos 8 kiloparsecs, o alrededor de 25,000 años luz) del centro.
Este estudio comparó cúmulos de estrellas jóvenes dentro de viveros estelares con una metalicidad relativamente alta (como la nebulosa de Orión) contra cúmulos más distantes en la galaxia exterior dentro de viveros de baja metalicidad (como Digel Cloud 2).
Las conclusiones del estudio se basan en la suposición de que la salida de radiación de estrellas con discos protoplanetarios densos tendrá un exceso de longitudes de onda infrarrojas cercanas y medias. Esto se debe principalmente a que la estrella calienta su disco protoplanetario circundante, haciendo que el disco irradie en infrarrojo.
El equipo de investigación utilizó el telescopio Subaru de 8.2 metros y un procedimiento llamado fotometría JHK para identificar una medida que llamaron "fracción de disco", que representa la densidad del disco protoplanetario (según lo determinado por el exceso de radiación infrarroja). También utilizaron otra medida establecida de relación masa-luminosidad para determinar la edad de los grupos.
Graficar la fracción de disco sobre la edad para poblaciones de estrellas de metalicidad equivalentes al Sol versus poblaciones de estrellas de baja metalicidad en la galaxia exterior sugiere que los discos protoplanetarios de esas estrellas de baja metalicidad se dispersan mucho más rápido.
Los autores sugieren que el proceso de fotoevaporación puede ser la base de la vida útil más corta de los discos con bajo contenido de metales, donde el impacto de los fotones es suficiente para dispersar rápidamente hidrógeno y helio de baja masa atómica, mientras que la presencia de metales de mayor peso atómico puede desviar esos fotones y, por lo tanto, sostener un disco protoplanetario durante un período más largo.
Como señalan los autores, la menor vida útil de los discos de baja metalicidad reduce la probabilidad de formación de planetas. Aunque los autores evitan mucha más especulación, las implicaciones de esta relación parecen ser que, además de esperar encontrar menos planetas alrededor de las estrellas hacia el borde exterior de la galaxia, también podríamos esperar encontrar menos planetas alrededor de cualquier población antigua. II estrellas que también se habrían formado en entornos de baja metalicidad.
De hecho, estos hallazgos sugieren que los planetas, incluso los gigantes gaseosos, pueden haber sido extremadamente raros en el universo temprano, y solo se han convertido en un lugar común más adelante en la evolución del universo, después de que los procesos de nucleosíntesis estelares hayan sembrado adecuadamente el cosmos con metales.
Otras lecturas: Yasui, C., Kobayashi, N., Tokunaga, A., Saito, M. y Tokoku, C.
Corta vida útil de los discos protoplanetarios en entornos de baja metalicidad
