系外行星宿主星的银河系化学演化:高质量行星系统是否年轻?

恒星核合成与银河系化学演化的印记可见于不同恒星族中,较老世代恒星呈现较高的$\alpha$元素丰度,而较晚世代则被铁峰元素富集。通过研究行星与宿主星性质的相互依赖关系,可推断星周盘、恒星及其行星伴星之间的演化联系与化学特征。过去大量研究已证实,高质量巨行星常见于富金属恒星周围,而低质量行星的宿主星具有宽泛的金属丰度范围。本工作中,我们分析了取自不同视向速度与凌星巡天的$>900$颗系外行星宿主星的详细化学丰度。我们将$\alpha$与铁峰元素的恒星丰度趋势与行星质量相关联。我们发现行星质量-丰度关联对$\alpha$元素主要为负,对铁峰元素边际为正或为零,表明宿主巨行星的恒星相对较年轻。这进一步由等龄线拟合得到的宿主星年龄所验证。原行星物质后期被铁及铁峰元素富集也与通过核吸积过程形成巨行星一致。原行星盘中较高的金属分数有利于快速核增长,从而提供巨行星形成的可能途径。因此,本研究表明恒星丰度与行星质量的观测趋势极可能是银河系化学演化的自然结果。