Почти 30% звезд «съедают» похожие на Землю планеты: что происходит в космосе

Фото: Universe Today

За последние годы астрономы разработали методы измерения содержания металлов в звездах с чрезвычайной точностью. Металлами астрономы называют химические элементы, которые тяжелее водорода и гелия. Родственные звезды рождаются в одном и том же огромном молекулярном облаке, а значит должны иметь одинаковое содержание металлов или металличность. Но ученые обнаружили, что некоторые родственные звезды имеют сильно выраженный отличительный химический состав. Авторы исследования считают, что загрязнение металлами звезд происходит благодаря тому, что они поглощают близко расположенные к ним каменистые планеты, похожие на Землю, которые богаты металлами. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет ScienceAlert.

В космосе существует класс планет, которые имеют чрезвычайно короткий орбитальный период. Они находятся очень близко к своим звездам и совершают полный оборот вокруг них всего за несколько часов. Химический состав этих каменистых планет похож на состав Земли и их диаметр редко превышает размер нашей планеты в 2 раза. Точно неизвестно, как возникают такие планеты. Они могли мигрировать из более далекой части своей звездной системы, или же являются остатками более крупной планеты, которая потеряла свою атмосферу из-за излучения звезды.

При этом такие планеты встречаются очень редко. Они вращаются только вокруг 0,5% звезд, похожих на Солнце. Эти планеты имеют очень высокую температуру и расплавленную поверхность.

Как показывает исследование, примерно от 3% до 30% звезд, похожих на Солнце, поглотили каменистые планеты с массой от 1 до 10 масс Земли. Таким образом они наполнили эти звезды большим количеством металлов.

Авторы исследования предложили три основных сценария, которые показывают, как звезды могут поглощать каменистые планеты с очень коротким орбитальным периодом.

• Первый сценарий называется миграция с высоким эксцентриситетом. В этом сценарии планета оказывается очень близко к своей звезде и имеет высокий эксцентриситет. То есть ее орбита имеет вытянутую форму. Из-за своей близости к звезде и ее гравитационного притяжения планета быстро теряет свой эксцентриситет и получает круговую орбиту.
• Второй сценарий называется миграция с низким эксцентриситетом. В этом сценарии планета перемещается к своей звезде медленнее. Миграция с низким эксцентриситетом происходит в компактных системах с тремя или более планетами, что помогает смягчить ее эксцентриситет.
• В третьем сценарии планета-компаньон планеты с коротким орбитальным периодом с помощью своей гравитации помещает последнюю в орбитальный резонанс. Перемещение планеты к звезде заканчивается, когда планета выходит из резонанса.

Моделирование показывает, что более вероятным является второй сценарий развития событий, где поглощенная звездой планета, является частью компактной многопланетной системы. Исследование показывает, что такие планеты поглощаются звездами в течение 100 млн – 1 млрд лет после их образования.

В то же время астрономы говорят, что признаки загрязнения звезд металлами могут со временем исчезнуть. Это значит, что может быть так, что более 30% звезд, похожих на Солнце поглотили каменистые планеты. Также результаты моделирования показывают, что возле звезд может образоваться только одна планета с очень коротким орбитальным периодом, а значит только одна планета может быть поглощена звездой.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform