То, что звезды могут поедать планеты, является аксиомой. Если достаточно маленькая планета окажется слишком близко к достаточно большой звезде, она проиграет. Его судьба предрешена.
Новое исследование показывает, сколько звезд поедают планеты. Их вывод? Каждая двенадцатая звезда поглотила хотя бы одну планету.
Доказательства получены от родственных звезд, которые не обязательно являются двойными звездами. Поскольку эти звезды образуются из одного и того же молекулярного облака, у них должны быть одни и те же ингредиенты. Их металличность должна быть примерно одинаковой.
Но примерно для одной из двенадцати звезд существуют явные различия.
Новое исследование называется «По крайней мере одна из дюжины звезд демонстрирует признаки планетарного поглощения» и опубликовано в журнале Nature. Ведущий автор — Фан Лю, научный сотрудник ASTRO 3D в Школе физики и астрономии Университета Монаш, Мельбурн, Австралия.
«Раньше астрономы считали, что подобные события невозможны».
Юань-Сен Тинг, соавтор, исследователь ASTRO 3D из Австралийского национального университета
«Звездный химический состав может быть изменен путем поглощения планетарного материала и/или формирования планет, что удаляет тугоплавкий материал из протозвездного диска», — пишут Лю и его коллеги в своей статье. «Эти «подписи планет» проявляются как корреляция между различиями в содержании элементов и температурой конденсации пыли».
Авторы объясняют, что эти подписи неуловимы. Ключом к их поиску является поиск родственных звезд, звезд, которые родились вместе и все еще движутся вместе в космосе.
«Мы наблюдали за звездами-близнецами, путешествующими вместе. Они рождаются из одних и тех же молекулярных облаков и поэтому должны быть идентичными», — сказал ведущий автор Лю.
Исследователи начали с использования чрезвычайно точного космического корабля Gaia ЕКА. Данные Гайи позволили исследователям идентифицировать 125 сопутствующих пар звезд. Из них 34 были сочтены слишком сильно разделенными, но все же использовались в качестве контрольной группы. Затем исследователи исследовали оставшуюся 91 пару спектроскопически, чтобы определить их химический состав. Для сбора этих данных они использовали мощные телескопы: Магелланов телескоп, Очень Большой Телескоп и Телескоп Кека. Большой объем точных данных, полученных с помощью этих телескопов, позволил исследователям обнаружить химические различия и сделал выводы возможными.
«Благодаря этому очень высокоточному анализу мы можем видеть химические различия между близнецами», — сказал Лю. «Это очень убедительное доказательство того, что одна из звезд поглотила планеты или планетарный материал и изменила свой состав».
Лю отмечает, что их результаты не включают такие звезды, как красные гиганты, которые расширяются, когда покидают главную последовательность и поглощают близлежащие планеты. «Это отличается от предыдущих исследований, в которых звезды поздних стадий могут поглощать близлежащие планеты, когда звезда становится очень гигантским шаром», — сказал доктор Лю.
Эти результаты потребовали детального анализа. При определении металличности родственных звезд и того, как планетарный материал может объяснить различную металличность, исследователям пришлось учитывать атомную диффузию. Атомная диффузия может переносить различные химические вещества по звездам, что может изменить то, насколько обильными могут оказаться различные химические вещества. Звезды из одного и того же скопления и родственные звезды могут иметь разное содержание, хотя в целом они одинаковы.
Однако атомная диффузия оставляет другой химический отпечаток, и исследователи смогли определить, как атомная диффузия влияет на видимое изобилие, а не как на него влияет поглощение планетарного материала.
Результаты показывают, что некоторые родственные звезды имеют разную металличность, поэтому некоторые из них поглотили планетарный материал. Но исследователи отмечают, что некоторые результаты могут быть связаны не с поглощением планеты. Возможно, в некоторых из этих пар одна звезда поглотила материал своего протопланетного диска, что также изменило бы ее металличность.
«Все сложно. Поглощение всей планеты — наш любимый сценарий, но, конечно, мы также не можем исключать, что эти звезды поглотили много материала из протопланетного диска», — говорит он.
Доказательство того, что звезды могут поглощать планеты, вносит еще один недостаток в наше понимание звезд и их планетных систем. Согласно этим результатам, поглощение происходит нечасто, но тот факт, что оно происходит, интригует. Это приводит к вопросам. Как и почему это происходит? Какие ситуации приводят к такому поглощению? Как это повлияет на население экзопланеты и может ли оно каким-то образом повлиять на потенциальную обитаемость? Поглощение оставляет свой след на звезде; как это влияет на планетную систему?
«Раньше астрономы считали, что подобные события невозможны», — сказал соавтор исследования Юань-Сен Тинг, исследователь ASTRO 3D из Австралийского национального университета. «Но из наблюдений в нашем исследовании мы видим, что, хотя частота возникновения и невелика, это действительно возможно. Это открывает новое окно для изучения теоретиков эволюции планет».
