Шаровые скопления — это старые, плотные группы звезд, которые, как правило, содержат относительно мало металлов (в данном случае это означает любые элементы тяжелее гелия). Скопления вблизи галактического ядра , как правило, содержат больше металлов , но все же имеют значительно меньшую металличность, чем наша Солнечная система, что почти полностью исключает любые заметные количества металлов тяжелее железа.
Возможно ли, чтобы внутри шарового скопления существовала группа планетных систем с более высокой металличностью, чем наша Солнечная система, и заметным количеством металлов тяжелее железа?
Несколько оговорок:
Что у меня есть до сих пор:
Сверхновые звезды являются одним из основных источников элементов тяжелее кислорода, а новые кварки (массивные взрывы в результате гипотетического преобразования нейтронной звезды в кварковую звезду) теоретически могут быть хорошим источником более тяжелых металлов, таких как платина.
Поскольку шаровые скопления такие старые, любые массивные звезды, которыми они когда-то обладали, давно бы стали сверхновыми и дрейфовали к центру скопления . Имеющиеся данные свидетельствуют о том , что звезды с более высокими металлами могут образовываться в шаровых скоплениях, что, по-видимому, указывает на то, что второй раунд звездообразования может происходить после вспышек сверхновых.
Эти два фактора, по-видимому, делают центр шарового скопления хорошим местом для получения планетных систем с высокой металличностью, за исключением того, что звезды имеют тенденцию располагаться так близко друг к другу в центре шаровых скоплений, что любые планетные системы почти наверняка будут разрушены. Планетарные системы с более высокой металличностью могут формироваться за пределами ядра скопления, но все же могут не иметь большого количества тяжелых металлов из-за расстояния между новыми звездами.
В меньшем масштабе несколько сверхновых на относительно небольшой территории могут вызвать образование планетарных систем , но вполне возможно, что количество сверхновых, необходимое для создания достаточного количества металлов для образования планетарных систем с более высокой металличностью, чем наша собственная, оттолкнет слишком сильно. материал, чтобы позволить упомянутым системам сформироваться вообще, особенно если сверхновые звезды происходят в течение длительного периода времени.
Более массивные звезды создают более тяжелые элементы и более крупные сверхновые, но также отталкивают больше звездного материала в течение своей жизни, что может или не может предотвратить создание относительно близких систем. Кажется возможным, что ряд массивных звезд, достаточно близких друг к другу (в любой комбинации систем с несколькими звездами и соседних систем), может вызвать «цепную реакцию сверхновой», дестабилизируя друг друга настолько, что все они станут сверхновыми за относительно короткий период. Этот ответ Astronomy SE предполагает, что это маловероятно при нормальной звездной плотности, но с шаровыми скоплениями может быть другая история.
Обогащение существующей планетарной системы тяжелыми металлами вряд ли произойдет естественным путем. Сверхновые обладают неприлично мощной силой, поэтому любое серьезное воздействие, которое они оказывают на близлежащую систему, будет скорее связано с удалением материала, а не с его отложением. Единственная возможность, которую я здесь вижу, состоит в том, что сверхновая очистит систему от большинства ее легких элементов, увеличив долю более тяжелых элементов.
Звезды могут пережить новую звезду компаньона , но я не могу найти никаких доказательств того, смогут ли они сохранить какую-либо из своих существующих планет или смогут ли они иметь достаточно материала для образования новых планет.
Я думаю, что вы говорите не о звездной металличности, а об изобилии тяжелых металлов по отношению к камню (например, измеряемом как X/Si). Чтобы иметь планету с высоким содержанием тяжелых металлов, необходимо, чтобы соотношение металлов и горных пород было высоким. Я думаю, это то, что вам нужно: скалистые планеты с большим количеством тяжелых металлов, верно? Звездная металличность — это сгруппированное изобилие всего, что тяжелее Не, по отношению к Водороду. Таким образом, более высокая металличность дает вам больше планетарных строительных блоков, но не больше металлов по сравнению с камнем.
Важным фактом является то, что появление маломассивных (предположительно земных) планет не коррелирует с металличностью. Это наблюдаемый факт (например, см. эту статью: http://adsabs.harvard.edu/abs/2012Natur.486..375B ). Звезды с более высокой металличностью образуют больше газовых планет-гигантов, которые имеют тенденцию становиться нестабильными и разрушать планеты земной группы.
Вернемся к вашей настройке. Во-первых, вполне правдоподобно представить множество планетных систем в относительно плотных звездных скоплениях. В рассеянных скоплениях много планет. Шаровые скопления — крайний пример, но почему бы и нет. Пока нет встреч ближе, чем, скажем, в 5 раз больше орбитального расстояния планет.
Теперь, как получить ваши планеты много тяжелых металлов? Что ж, чтобы обогатить их, все, что тяжелее железа, требует R-процесса нуклеосинтеза и, следовательно, сверхновой. Различные типы сверхновых производят разные элементарные узоры, но я мало что помню из аспирантуры о различиях ( https://en.wikipedia.org/wiki/Supernova#Type_II_2 ). Я знаю, что выбросы сверхновых представляют собой комки, поэтому легко представить, что некоторые звезды загрязнены сгустками, богатыми тяжелыми металлами, а другие — нет.
Конечно, есть и другие способы упаковать множество каменистых планет в пределах 1000 а.е. звездные системы/ )
На что вы хотите обратить внимание, так это на металличность шаровых скоплений . Глобальные скопления имеют бимодальное распределение металличности по причинам, которые не совсем понятны. Если я правильно понял, немного случайной статистики из данных Калифорнийского технологического института предполагает , что около 3,6% шаровых скоплений имеют по крайней мере такую же металличность, как и наше Солнце, а это означает, что около 46% всех галактик, подобных нашей, обладают по крайней мере один такой кластер (у нас есть один : BH 176).
Не будучи астрономом, я точно не знаю, как это соотносится с каменистыми планетарными системами, но это немного обнадеживает. Насколько я могу судить, глобальные скопления в целом бедны планетами, а планеты земного типа еще реже, если они вообще существуют.
Однако могут быть и другие способы гарантировать существование планет. Начните с некоторых металлических звездных систем. Затем происходит какая-то катастрофа ( гипергигант проходит очень близко, астроинженерия и т.д.) и звезды получают небольшой толчок вверх, переходя под гравитационное воздействие внеплоскостного шарового скопления. За миллиарды лет случайные возмущения погружают системы в его сердце. Таким образом, вы получаете аномальное шаровое скопление, по крайней мере, с несколькими звездами, богатыми металлами.
В целом, я считаю, что шаровые скопления с высоким содержанием металлов редки, но не невозможны, и что они соответствуют по крайней мере нескольким системам с планетами, богатыми металлами. Однако сделать скопление значительно более металлическим (скажем, в 2 раза) вряд ли будет реалистично, если только вы не постулируете какую-то крайне необычную астродинамику.
Закон квадрата-куба
МолбОрг
a4android