研究稱約四分之一的類太陽恆星會吞噬自己的行星
根據一項新研究,四分之一的類太陽恆星會吞噬自己的行星。 太陽系中的行星以穩定的、幾乎是圓形的路徑圍繞太陽旋轉,這表明自行星最初形成以來,其軌道並沒有什麼變化。 但是,許多圍繞其他恆星運行的行星系統卻遭受了非常混亂的過去。
太陽系相對平靜的歷史有利於地球上生命的蓬勃發展。 在尋找可能含有生命的外星世界的過程中,如果科學家有辦法確定那些有著類似平靜歷史的系統,就可以縮小目標。 一個國際天文學家團隊在《自然-天文學》上發表的研究中解決了這個問題。 他們發現,20%-35%的類太陽恆星會吞噬自己的行星,最可能的數位是27%。 這表明至少有四分之一的圍繞類太陽恆星運行的行星系統有一個非常混亂和動態的過去。
混亂歷史和雙星系統
天文學家已經看到了幾個系外行星系統,其中大的或中等大小的行星有明顯的移動。 這些遷移的行星的引力也可能擾亂了其他行星的路徑,甚至把它們推到不穩定的軌道上。
在大多數這些非常動態的系統中,也有可能一些行星已經被宿主星吞噬。 然而,研究人員不知道這些混亂的系統相對於像太陽系這樣比較安靜的系統來說有多普遍,後者有序的結構有利於地球上生命的繁榮。
即使有最精確的天文儀器,也很難通過直接研究系外行星系統來解決這個問題。 相反,研究人員分析了雙星系統中恆星的化學成分。
雙星系統是由兩顆圍繞著彼此運行的恆星組成的。 這兩顆恆星通常是在同一時間由相同的氣體形成的,所以研究人員預計它們應該包含相同的元素組合。 然而,如果一顆行星被這兩顆恆星中的一顆吞噬,它就會被溶解在恆星的外層。 這可以改變恆星的化學成分,這意味著研究人員看到的形成岩質行星的元素–如鐵–要比其他情況下的多。
岩質行星的蹤跡
研究人員通過分析107個由類太陽恆星組成的雙星系統所產生的光的光譜,檢查了它們的化學構成。 由此,他們確定了有多少恆星比其伴星含有更多的行星物質。
研究人員還發現了三件事,它們共同構成了毫不含糊的證據,即在雙星對之間觀察到的化學差異是由吞噬行星造成的。
首先,研究人員發現外層較薄的恆星比其伴星含有更豐富的鐵元素的概率更高。 這與吞噬行星是一致的,因為當行星物質被稀釋在較薄的外層時,會對該層的化學成分產生較大的變化。
其次,富含鐵和其他岩質行星元素的恆星也比它們的同伴含有更多的鋰。 鋰在恆星中很快被破壞,而在行星中則被保存起來。 因此,恆星中異常高的鋰含量一定是在恆星形成之後才到達的,這與鋰由行星攜帶直到被恆星吞噬的觀點相吻合。
第三,含鐵量高於其同伴的恆星也比銀河系中類似的恆星含鐵量高。 然而,同樣的恆星具有標準的碳豐度,而碳是一種揮發性元素,因此不會被岩石攜帶。 因此,這些恆星已經被岩石富集了,來自行星或行星物質。
尋找地球 2.0
這些結果代表了恆星天體物理學和系外行星探索的一個突破。 研究人員不僅發現吞噬吃行星可以改變類太陽恆星的化學成分,而且發現它們的行星系統中有相當一部分經歷了一個非常動態的過去,與我們的太陽系不同。
最後,這項研究為使用化學分析來識別更有可能承載我們平靜的太陽系的真正類似物的恆星提供了可能性。