Цивилизация
Международная группа астрономов выяснила, что многие звезды поглощают свои планеты. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy.
Около половины звездных систем в нашей галактике являются двойными, то есть, звезды в них вращаются вокруг общего центра массы. Поскольку они образовались из одного и того же материала, логично предположить, что их химический состав будет одинаковым. Однако астрономические наблюдения показывают, что это совсем не так.
Лоренцо Спина из Астрономической обсерватории Падуи и его коллеги решили детально разобраться, в чем причина наблюдаемой аномалии. Они рассмотрели 107 двойных систем, чьи звезды схожи с Солнцем. Их отобрали не только по этому признаку: помимо этого, температура и масса звезд должны были быть примерно равны. То есть, ученых интересовали звезды-близнецы.
Каменистые планеты, вроде Земли или Венеры, богаты железом, кремнием, титаном и другими тяжелыми элементами. Большинство же звезд в основном состоит из водорода и гелия, а тяжелые элементы находятся в меньшинстве. В ходе этого исследования астрономы обнаружили, что у 33 пар из составленной ими выборки один из компаньонов обладал более высоким уровнем железа, чем собрат.
«Если звезда богата железом, без повышения уровня углерода и кислорода, это свидетельствует в пользу того, что она поглотила планету, – утверждает Лоренцо Спина. – Когда материал планеты входит в звезду и загрязняет ее конвективную зону, состав звездной атмосферы меняется и становится более похож на состав каменистых тел».
Окончательно исследователей в этом убедило обилие лития в составе некоторых из компаньонов. Дело в том, что солнцеподобные звезды действительно рождаются с каким-то запасом этого металла, но сжигают его в течение около 100 миллионов лет.
Таким образом, следы лития в спектре немолодой звезды однозначно говорят о поглощении ею планеты.
Шанс обнаружить такую аномалию тем больше, чем выше температура звезды. Ученые объясняют это тем, что горячие звезды обладают более тонким внешним слоем, и материал планеты концентрируется в маленьком объеме, оставляя более заметный след. По расчетам ученых, свои планеты поглощают от 20 до 35 процентов солнцеподобных звезд. «Это однозначно наблюдаемая тенденция, – говорит Эрик Мамаджек, специалист NASA, который не участвовал в исследовании. – Ученые и раньше рассматривали возможность поглощения планет, но эта работа основана на большой выборке и обосновывает существование данного феномена явными статистическими свидетельствами. Возможно, в итоге эта статья станет классикой своей темы».
Скорее всего, поглощение планет происходит из-за гравитационного взаимодействия с другими телами системы: известно, например, что Марс образовался в два раза дальше от Солнца, чем его современная орбита. Аналогичные процессы могут сдвинуть планету еще сильнее, либо сразу внутрь светила, либо на крайне низкую орбиту, на которой каменные породы будут постепенно испаряться от высокой температуры и оседать на звезду.
Ученые рассчитывают, что открытие поможет в поиске жизни в других системах: если звезда поглотила свои планеты, то будет разумно не тратить время на ее детальное изучение.
При этом авторы работы отмечают, что Солнце вряд ли когда-либо поглощало каменистое тело, тяжелых элементов в нем наоборот меньше, чем у многих собратьев по классу.
Главный способ астрономов заглянуть «внутрь» звезды – изучить спектральные линии ее излучения. В начале XIX века немецкий физик Йозеф Фраунгофер обнаружил, что при разложении солнечного света призмой образуются темные линии. В дальнейшем ученые выяснили, что расположение этих линий зависит от химического состава источника света: каждый химический элемент имеет свой неповторимый спектр, что и дает возможность изучить состав звезды в сотнях световых лет от нас.