В новом исследовании астрофизики приводят аргументы в пользу возможности того, что около трети звёзд в течение своей жизни поглотили одну или несколько собственных планет – будто бы греческий бог Кронос, пожиравший своих детей. Работа, опубликованная в журнале Nature Astronomy, поможет исключить звёздные системы, не содержащие похожих на Землю планет.
Уже давно известно, что звёзды иногда поглощают свои планеты. Скалистые планеты богаты тяжёлыми элементами – железом, кремнием, титаном. При этом в звёздах обычно содержатся только лёгкие – водород, гелий, кислород, углерод. При поглощении планеты звездой её тяжёлые элементы распределяются по внешним слоям звезды, оставляя характерные следы в излучаемом свете.
По словам Лоренцо Спины, астрофизика из Астрономической обсерватории в Падуе, руководившего исследованием, если в звезде необычно много железа, а других элементов, типа углерода и кислорода, нет, это может служить признаком поглощения планеты.
Пытаясь узнать, насколько часто случаются подобные происшествия, астрономы изучили 107 бинарных систем, в которых обе звезды похожи на наше Солнце. Звёзды в двойных системах рождаются из одних и тех же газопылевых облаков, поэтому они не должны отличаться друг от друга по химическому составу. Также команда специально отбирала звёзды-близнецы, близкие по массе и температуре.
В 33 из этих систем у одного из компаньонов обнаружилось повышенное содержание железа по сравнению с другим. У этих же звёзд было повышенное содержание лития. Обе особенности указывают на поглощение планеты: несмотря на то, что звёзды, похожие на Солнце, от рождения богаты литием, он сгорает в течение первых 100 млн лет. Поэтому если литий обнаруживается у более взрослых звёзд, вероятно, он остался после поглощения планеты.
Чаще подобные характерные особенности проявляются у горячих звёзд. Спина говорит, что это логично, поскольку у горячих звёзд внешние слои тоньше, а значит, материал планет будет сконцентрирован в меньшем объёме.
Исходя из собранных данных команда построила модель, по которой от 20% до 35% всех звёзд, похожих на Солнце, поглотили одну или несколько собственных планет. Подобные события случались в системах, где гравитационное взаимодействие планет запускало одну из них в центр звезды, или же планета просто подходила слишком близко к звезде, и последняя медленно испаряла и поглощала её.
По мнению Спины, наше Солнце вряд ли когда-либо поглощало планеты, поскольку по сравнению с другими звёздами его класса тяжёлых элементов в нём мало. Из этого также следует, что если у звезды есть признаки поглощения планеты, то вероятность найти в её системе планету, похожую на Землю, уменьшается.
С другой стороны, в двойных системах не существует стабильных орбит, поэтому вероятность поглощения планеты звездой в бинарных системах гораздо выше, чем в системах, состоящих из одной звезды. Следовательно, распространять статистику, собранную в двойных системах, на все звёздные системы было бы опрометчиво.
