超過三分之一的類太陽恆星都已吞噬了它們的行星
就像希臘神話中的赫洛諾斯(Chronos),很多恆星都吞噬了它們的孩子。 一項新的研究表明,超過三分之一的恆星吞噬了它們自己的一個或多個行星。 這些發現可以説明天文學家排除不太可能包含類地世界的恆星系統。
NASA/ESA/G. Bacon
雖然沒有參與這項工作,但是美國宇航局噴氣推進實驗室的天文學家 Eric Mamajek 表示:”這可能會成為這個主題的經典論文奠基之一”。
研究人員幾十年來一直知道,恆星有時會吞噬它們的後代。 岩石行星富含鐵、矽和鈦等重元素,而恆星主要包含氫、氦、氧和碳等較輕的物質。 當一顆行星被吞噬時,它的重元素在恆星的外層散開,在其光線中留下明顯的吸收特徵。
領導這項研究、來自帕多瓦天文臺的天體物理學家洛倫佐·斯皮納(Lorenzo Spina)說:”如果一顆恆星的鐵含量異常豐富,而其他元素,如碳和氧,這可以被解釋為行星被吞噬的一個標誌”。
他和他的同事通過觀察 107 個包含兩顆類似太陽的恆星的雙星系統來調查這種情況發生的頻率–類似於《星球大戰》中虛構的雙星世界塔圖因(Tatooine)。 雙星是從同一團氣體和塵埃中誕生的,因此它們的化學成分應該是幾乎相同的。 研究小組還選擇了在質量和溫度上極為接近的夥伴–基本上是雙胞胎。
在這些配對中的33個中,其中一個同伴與另一個相比顯示出較高的鐵含量,這是行星吞噬的跡象。 這些同樣的夥伴也富含鋰,使吞食世界的假說得到進一步證實。 儘管類太陽恆星出生時就有大量的鋰,但它們在生命的頭一億年內就會燃燒掉,因此在研究樣本中的較年長的恆星中看到鋰,表明它很可能來自一顆行星。
研究小組還發現,異常的化學特徵在最熱的恆星中出現的頻率更高。 斯皮納說,這是有道理的,因為熱星的外層很薄–行星的物質會集中在一個較小的體積里,留下一個更明顯的特徵。
利用這些不同的證據,研究小組能夠建立這樣的模型:20% 到 35% 的類太陽恆星會消耗一些類似於地球的後代。 這樣的事件可能發生在這樣的系統中:行星之間的引力相互作用會把其中一顆行星甩到中心恆星上,或者使它足夠接近恆星,從而慢慢蒸發併吞噬它。 這些結果今天發表在《自然-天文學》上。