Звездите, поглъщащи планети

Далечните звезди, които поглъщат подобни на Земята планети, едва ли ще бъдат добри стопанки за обитаеми системи.

Но астрономите са изяснили как да определят по останките от планетното пиршество подобни на Слънцето звездни системи, които и до днес имат обитаеми светове.

Звездите се състоят почти 98% от водород и хелий, които се явяват гориво за ядрените реакции, произвеждащи топлина и светлина. Но дори те могат да съдържат петна от други елементи на повърхността.

Анализът на звездната светлина позволява на астрономите да определят какви елементи присъстват в звездната система. Последното на свой ред помага да се разбере какъв род планети се разполагат в тази система.

За да разберат повече, Кейван Стесън от университета Вандербилт и колегите му използвали телескопите на обсерваторията Лас Кампанас, за да надникнат в системите, съдържащи подобните на Слънцето звезди HD 20781 и HD 20782.

Тези две звезди джуджета от G клас (жълти джуджета) са се образували от един облак прах и газ, тоест първоначално са имали еднакъв химичен състав. Теоретично всякакви разлики в тяхното излъчване трябва да са предизвикани от планети на орбита около тях.

Първоначално за тях било известно само това, че една от звездите има в системата си две планети с маса като на Нептун, а другата – планета от типа на Юпитер, движеща се по доста ексцентрична орбита.

Трей Мак, аспирант-астроном, е разработил модел, който помага да се изчисли какво влияние оказват върху състава на звездите поглъщаните планети. Като експериментален модел той взел HD 20781 и HD 20782. Тъй като тези бинарни звезди станали глави на две абсолютно неидентични системи, те можело да се нарекат идеални обекти за изследване.

Екипът анализирал показателите на 15 елемента в състава на двете звезди, включително алуминий, силиций, калций и желязо, които се съдържат в строителните елементи на планетите от земен тип. Всички тези елементи са по-тежки от водорода.

Оказало се, че в състава на HD 20781 и HD 20782 нивата на тези елементи значително превишават нивата на нашето Слънце. Очевидно те са абсорбирали големи материали от земен тип. Според оценките първата звезда е погълнала до 20 земни маси, а втората – около 10. Също така е установен доста неочакван факт: колкото по-висока е температурата на топене на някой елемент на Земята, толкова повече е концентрацията на този елемент в състава на звездата.

Изхождайки от тези данни, астрономите въвели дори специалното понятие „металичност на звездите“.

„Трей показа, че с помощта на модела можем да разглеждаме химичния подпис на звездите в детайли, елемент по елемент, и да определим как този подпис се дължи на „употребата на храна“ на планети от земен тип“, разказва Стесън.

„Представете си, че около звездите са се формирали подобни на Земята планети, а също газови гиганти от рода на Юпитер – казва Мак. – Скалистите планети се формират в области близо до звездата, където температурите са достатъчно високи, а газовите гиганти, обратно – образуват се там, където е студено – във външната част на планетната система.

Но след като газовите гиганти се формират изцяло, те започват да мигрират навътре. Тяхната гравитация същевременно тегли към външния край скалистите светове. При определени условия това може да провокира поглъщането на скалистата планета от звездата. Ако звездата получи достатъчно количество планети, това изменя нейния химичен подпис. И можем да открием тези промени.“

Следвайки тази логика, е малко вероятно някой от бинарните близнаци да притежава планети от земната група. Едната от звездите в своята система разполага с две планети с размерите на Нептун. Те се намират много близо, на разстояние, съизмеримо с една трета от разстоянието между Земята и Слънцето.

При другото светило планета като Юпитер прекарва много време в далечните предели на планетната система, но благодарение на своята ексцентрична орбита понякога се приближава много близо до звездата. Астрономите смятат, че първата звезда е погълнала повече „земен“ материал, тъй като двата ѝ Нептуна просто са работили по-ефективно и са блъснали подобни на Земята „сестри“ на светилото.

Общият извод на изследването е такъв: разглеждайки химичния подпис на жълтите джуджета, астрономите могат да направят извод колко силно техните планетни системи се отличават от нашата и има ли в техния състав подобни на Земята светове.

Подробности за изследването са публикувани в изданието The Astrophysical Journal.