29.10.25: Det er lett å tenke at vår klode var designet for oss mennesker. Men sannheten er, at på samme måte som alle andre planeter, er også vår egen planet blitt til av rester fra døende stjerner, og alle stjerner dør på ulike stadier basert på hver enkelt stjernes masse. Dette påvirker tilgjengelig materiale planeter kan dannes fra og er igjen bestemmende for hva slags type planet som dannes.

av Anne Mette Sannes

Kunstnerisk fremstilling av potensielt beboelige steinplaneter andre steder i galaksen.
Illustrasjon: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt

Alderen på en galakse bestemmer hva slags type planeter som dannes

Metallisitet er en grunnleggende del av universet. Det såkalte Big Bang dannet hovedsakelig hydrogen, det enkleste og letteste av alle grunnstoffer, men også en liten dose av det nest letteste grunnstoffet, helium, ble også dannet.

Stjernedannelse oppstår når disse to grunnstoffene samles seg i store mengder. For at steinplaneter som vår egen skulle kunne dannes, må det derfor først ble dannet stjerner. Under stjernedannelsen dannes tyngre grunnstoffer – metaller – gjennom nukleosyntese, og metallene spres deretter ut i det interstellare rommet og gjør at steinplaneter kan dannes. Nøkkelordet er tid. Metallisiteten i hver enkelt galakse vil øke etter hvert som generasjoner av stjerner lever og dør og legge til rette for at ulike typer planeter kan dannes, ja selv ulike typer av steinplaneter, viser ny forskning nylig publisert i Astrophysical Journal: Effect of Galactic Chemical Evolution on Exoplanet Properties," viser en ny modell som forsøker å fange kompleksiteten i kosmokjemi (opprinnelsen og utviklingen av stoffene i universet) over tid og hvordan dette påvirker planetdannelse.

Ifølge Jason Steffen, førsteforfatter av studiet, er grunnstoffer som danner planeter blitt til inne i stjerner med ulik levealder, og disse funnene forklarer hvordan eldre steinplaneter har lavere tetthet enn yngre steinplaneter som Jorden. Forfatterne av studiet mener også at at de nødvendige ingrediensene for liv ikke ble til samtidig.

Det er naturlig å tenke at vår klode var som skapt for oss mennesker, men sannheten er at på samme måte som alle andre planeter, er også vår egen planet blitt til av rester fra døende stjerner, og alle stjerner dør på ulike tidsskalaer basert på hver enkelt stjernes masse, noe som påvirker materiale som er tilgjengelig og som igjen bestemmer hva slags type planet som dannes.

Denne kunstneriske fremstillingen viser en ung stjerne med sin protoplanetariske skive. Det er i slike skiver planeter dannes.
Illustrasjon: NASA-JPL

Jo mer masserik stjernen er, desto tyngre metaller produserer den, og jo raskere produseres disse. Stjerner med lavere masse produserer lettere metaller, men de dannes saktere siden denne type stjerner lever lenger. Dette betyr at store masserike stjerner ender sine liv etter bare noen få millioner år og dermed beriker sine omgivelser med elementer som oksygen, silisium og magnesium – stoffer som utgjør hoveddelen av en steinplanetes ytre lag. Et eksempel er jordskorpen hvor ca. en tredjedel består av oksygen og silisium, mens mantelen hovedsakelig består av oksygen, silisium, magnesium og jern.

Kulehoper som M80 inneholder mest eldre, metallfattige stjerner
Foto: NASA, The Hubble Heritage Team, STScI, AURA

Forfatterne av studiet sier videre at oksygen, silisium og magnesium som er dannet i masserike stjerner gir planeter med større mantler og mindre kjerner, mens stoffer (som jern og nikkel) dannet i stjerner med mindre masse, gjør at planetens kjerne blir betydelig større. Dette betyr igjen at det finnes færre masserike planeter i bane rundt eldre stjerner sammenlignet med yngre stjerner. Dette samsvarer i stor grad med hva forskere har funnet i den kjente eksoplanetpopulasjonen.

Hvor beboelig Jorden er avhenger av flere ting, blant annet dens jernkjerne som jordens beskyttende magnetfelt stammer fra. Forskning viser at innholdet av jern var lavere tidligere i Melkeveiens historie, som igjen betyr at disse planetene har mindre kjerner og at beboelige planeter dermed er mer sannsynlige senere i en galakses liv.

Jordens indre struktur med en jernkjerne i midten. Jorden ble dannet for ca. 4,54 milliarder pr siden, ca en tredjedel av alderen på universet som er rundt 13 milliarder år.
IsadoraofIbiza Wikipedia Commons

Prosjekter som JWST, PLATO og andre vil bidra til ytterligere forståelse rundt dette og gjøre steinplaneter til instrumenter for en galakses historie.

MER INFORMASJON

Universetoday.com: A galaxy's age determines what type of planets it can form

astroevents.no: James Webb finner bevis for kosmiske ur-superstjerner!

astroevents.no: James Webb-teleskopet: Spektakulære bilder av stjerner og galakser kan revolusjonere astronomien

astroevents.no: Les mer om galakser

astroevents.no: Les mer om exoplaneter