Wie man einen Planeten baut: Schwermetalle sind Schl├╝sselinhaltsstoffe

Planeten können sich möglicherweise nicht ohne eine Menge schwerer Elemente wie Silizium, Titan und Magnesium bilden, wie eine neue Studie nahelegt.

Sterne, die Planeten beherbergen, haben höhere Konzentrationen solcher "Metalle" - Astronomen sprechen für Elemente, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind - verglichen mit Eisen als Sterne ohne Planeten, so die Studie.

"Um Planeten zu bilden, braucht man schwere Elemente", sagte Hauptautor Vardan Adibekyan vom Zentrum für Astrophysik der Universität von Porto in Portugal.

Verbunden bei der Geburt

Planeten vereinigen sich aus der Staub- und Gasscheibe, die nach der Geburt ihres Elternsterns übriggeblieben ist. Nach der führenden Theorie der Planetenbildung, dem Kern-Akkretionsmodell, verklumpen kleine Teilchen zusammen und werden größer und größer, bis sie Protoplaneten produzieren.

Wissenschaftler haben lange vermutet, dass Sterne mit höherer Metallizität eher Planeten um sie herum haben. Eisen ist seit langem ein Hauptindikator.

"Normalerweise verwenden Menschen in der Sternphysik den Eisengehalt als Stellvertreter für die gesamte Metallizität", sagte Adibekyan gegenüber ProfoundSpace.org per E-Mail.

Sonnenähnliche Sterne studieren

Adibekyan und seine Kollegen untersuchten 1.111 sonnenähnliche Sterne, von denen 135 Planeten beherbergen. Sie analysierten spektroskopische Beobachtungen, die von der Hochgeschwindigkeits-Planet-Suchmaschine der Europäischen Südsternwarte durchgeführt wurden.

Das Team konzentrierte sich insbesondere auf sogenannte "Alpha-Elemente", die durch Hinzufügen eines Helium-Kerns - auch Alpha-Teilchen genannt - zu einem anderen Atom im Inneren von Sternen erzeugt werden. Zum Beispiel führt die Zugabe eines Alphateilchens zu einem Kohlenstoffatom zu einem Sauerstoffatom.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Sterne, die den Planeten beherbergen, eine hohe Metallizität aufweisen und viele Alpha-Elemente wie Silizium, Titan und Magnesium enthalten. Darüber hinaus war das Verhältnis solcher schweren Elemente zur Eisenmenge in Sternen mit Planeten durchgängig höher, wobei die größte Diskrepanz bei Magnesium beobachtet wurde.

Die neue Studie bestätigt die Bedeutung der stellaren Metallizität für die Planetenbildung und impliziert auch, dass Metalle, die nicht Eisen sind, eine wichtigere Rolle spielen könnten als bisher angenommen, insbesondere für Planeten mit geringer Masse, so die Forscher.

"Obwohl terrestrische Planeten in Niedrigeisenregimen gefunden werden können, werden sie meistens durch andere Metalle verstärkt", sagte Adibekyan.

Die Ergebnisse wurden in der Juli-Ausgabe der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.