Иллюстрация двойной системы, в которой звезда заглатывает планету. Anne Rathsam/Adobe Firefly Две звезды-«близнеца», родившиеся одновременно и из одного облака газа и пыли, должны иметь абсолютно одинаковый химический состав. Но астрономы наблюдают совсем другую картину в некоторых двойных системах — парах звезд, которые вращаются друг вокруг друга.
В некоторых случаях одна из звезд оказывается более «обогащенной» определенными элементами, чем ее близнец, и ученые до сих пор точно не знали почему. Новое исследование, проведенное под руководством астрономов из Института астрономии, геофизики и атмосферных наук Университета Сан-Паулу (IAG/USP) в партнерстве с учеными из Польши, Италии, Китая и Австралии, нашло объяснение этой загадке. А заодно и новый инструмент для выявления звезд, которые в прошлом могли поглотить одну из собственных планет. В исследовании, опубликованном в журнале «Astronomy & Astrophysics», была проанализирована пара звезд HD 129171 и HD 129209, и выяснилось, что в одной из них содержится большее количество определенных химических элементов, чем в другой.
По мнению ученых, эта разница является «отпечатком», оставленным поглощенной каменистой планетой. Популярные видео на g1 В интервью g1 астроном Анне Ратсам, докторант IAG/USP и ведущий автор исследования, пошагово объяснила сделанное открытие и то, что оно собой представляет. По словам Ратсам, чтобы понять, что произошло с этими звездами, нужно сначала взглянуть на их химический состав. «То, что выдает звезду, проглотившую планету, — это ее химический состав», — пояснила исследовательница.
«Когда звезда поглощает одну из своих планет, этот материал смешивается на ее поверхности». Астроном отмечает, что существует две большие группы химических элементов: летучие, которые обычно существуют в форме газа, и тугоплавкие, которые чаще всего образуют твердые тела и которые как раз являются основными ингредиентами каменистых планет, таких как Земля, и ядер гигантских планет, таких как Юпитер. Именно эта вторая группа привлекла внимание исследователей. Сравнивая две звезды в паре, они заметили любопытную деталь: чем более «тугоплавким» был анализируемый элемент, тем больше была разница между двумя звездами.
Звезда HD 129171 оказалась стабильно более богатой этими материалами, чем ее близнец HD 129209 — закономерность, которая, по мнению ученых, имеет смысл только в том случае, если она «поглотила» дополнительную породу в какой-то момент своей истории. Среди этой группы тугоплавких элементов два привлекли к себе наибольшее внимание в исследовании: литий и, главным образом, бериллий. Объяснение кроется в том, как эти элементы ведут себя внутри звезды.
Ни один из них не вырабатывается в недрах звезд — то есть любые неожиданные «остатки» этих элементов могли появиться только извне, в результате поглощения каменистого материала. В то же время оба элемента медленно разрушаются под воздействием экстремального тепла звездного ядра с течением времени. Изображение звезд-близнецов HD 129171 и HD 129209. Digital Sky Survey via Aladin/Anne Rathsam Разница заключается в том, что литий разрушается при более низких температурах — около 2,5 миллионов градусов Цельсия, — в то время как бериллий выдерживает температуру до 3,5 миллионов градусов.
Для понимания масштабов: даже у Солнца с его «мягкой» поверхностью температурой 5800 °C ядро разогревается до 15 миллионов градусов. Это означает, что когда звезда проглатывает планету, она получает временный «избыток» лития и бериллия, но со временем этот сигнал угасает. Поскольку бериллий выдерживает более высокие температуры до того, как разрушится, его след сохраняется дольше, чем у лития.
По этой причине, по словам исследовательницы, предыдущие работы о возможных случаях «звезд-пожирателей планет» оставляли бериллий без внимания именно из-за технической сложности его измерения — пробег, который данное исследование помогло восполнить. Поскольку бериллий разрушается при более высоких температурах, он более устойчив, и его сигнатура может сохраняться дольше, чем сигнатура лития. Таким образом, бериллий может служить более надежным индикатором поглощения планеты, чем литий. NASA расследует аномалию в магнитном поле Земли, которая может вызвать хаос в связи Чтобы прийти к таким выводам, команда использовала данные спектрографа UVES, установленного на 8,2-метровом телескопе VLT (Very Large Telescope) Европейской южной обсерватории в Чили.
Этот прибор работает как сложная призма, разделяя звездный свет на разные частоты и выявляя присутствие каждого химического элемента. Анализ показал, что HD 129171 и HD 129209 имеют схожий состав, когда речь заходит о летучих элементах, как и ожидается для двух звезд-близнецов. Однако, когда фокус смещается на тугоплавкие элементы, HD 129171 выделяется как наиболее «обогащенная» из двух, обладая также повышенным содержанием лития и бериллия.
«Поскольку HD 129171 намного богаче тугоплавкими элементами, чем HD 129209 (и чем тугоплавче элемент, тем больше разница), и в особенности имеет большее содержание лития и бериллия, у нас есть веские доказательства того, что HD 129171 поглотила планету», — объясняет Ратсам. Иллюстрация Солнечной системы Европейское космическое агентство / Silicon Worlds Можно ли узнать, какого типа планета была проглочена или когда это произошло? По словам Ратсам, лишь частично. Химическая сигнатура показывает, что имело место поглощение каменистого материала, но она не раскрывает, поступил ли он от одной крупной планеты или от множества мелких тел: у звезд с массой, близкой к солнечной, подобных изученным, весь добавленный материал быстро перемешивается и исчезает, делая оба сценария неразличимыми.
Что касается вопроса «когда», здесь есть подсказка: поскольку дополнительный литий и бериллий еще не полностью разрушены, это событие должно было произойти относительно недавно по астрономическим меркам, хотя точная дата зависит от пока еще недостаточно точных теоретических моделей. Самое интригующее, однако, заключается в последствиях для поисков жизни за пределами Земли. Пары звезд-«близнецов» с разным химическим составом озадачивали астрономов: либо облака, формирующие звезды, не столь однородны, как считалось, либо часть звезд поглощает собственные планеты в определенный момент.
Открытие пары HD 129171/HD 129209 с новым инструментом «бериллия» подкрепляет вторую гипотезу — в корне отличающуюся от Солнечной системы, у которой «восемь планет с почти круговыми и очень стабильными орбитами», как подчеркнула Ратсам. Если нестабильные системы широко распространены во Вселенной, такие системы, как Солнечная, могут оказаться более редкими, чем предполагалось. И это важно, поскольку для возникновения и эволюции сложной жизни требуются миллиарды лет — то, что может произойти только на планете, которую по пути не уничтожит ее собственная звезда. ВИДЕО: Делает ли загрязнение небо красивее? Делает ли загрязнение небо красивее?.
Войдите, чтобы комментировать.
Одобренных комментариев пока нет.