Екзопланети розгадують пазли сонячної хімії

Планети є причиною раніше нез'ясованої нестачі літію в зірках

Молода зірка, навколо якої формує планетарну систему (художнє уявлення). © ESO
читати вголос

Дослідження сотень зірок вказує на зв’язок між "літієвою головоломкою" Сонця - тим, що наша домашня зірка містить несподівано низький рівень літію - та наявністю планетарних систем навколо зірок. Астрономи виявили, що зірки, подібні до сонця, які мають планетарну систему, перетворюють літій, який вони містять, в інші елементи набагато швидше, ніж зірки без планет. Дослідження, опубліковане зараз у Nature, не лише проливає нове світло на старовинну загадку хімії сонця, але й висвітлює високоефективний спосіб розташування зірок із планетарними системами.

Елемент літій має дуже легке атомне ядро, що складається лише з трьох протонів і чотирьох нейтронів. Більшість таких хімічних елементів легше заліза виробляються всередині зірок. Відповідно до сучасних моделей, те, що ми знаходимо в космосі літію, виникло незабаром після Великого вибуху, приблизно 13, 7 мільярда років тому. Тому більшість зірок мають дуже схожий вміст літію, якщо тільки значні кількості цього елемента не були знищені в процесах всередині зірок. Протягом десятиліть було відомо, що сонце містить лише невелику кількість легкого хімічного елемента літію порівняно з сонцеподібними зірками, але пояснення цієї аномалії не було.

"Майже десять років ми намагаємось з'ясувати, чим зірки, які володіють планетарною системою, відрізняються від своїх безплідних кузенів", - каже Гарік Ізраель, перший автор дослідження, з Інституту де Астурія де Канарія в Ла-Лагуні, Тенеріфе. "Зараз ми з’ясували

що вміст літію у сонцеподібних зірок залежить від того, чи зорі розташовані на орбіті планет ".

Проаналізовано 500 зірок

Цей висновок дослідники роблять з аналізу 500 зірок, з яких 70 розташовані на орбіті планет. Більшість зірок контролювались протягом кількох років за допомогою Планетарного дослідження високої точності радіальної швидкості (буквально планетарного шукача для високоточних вимірювань радіальної швидкості). Цей спектрограф, більш відомий за абревіатурою HARPS, є одним із 3, 6-метрових телескопів ESO та найуспішнішим планетарним винищувачем у світі. "Це найкращий доступний зразок на сьогодні, щоб зрозуміти, що таке зірки, які володіють планетарною системою", - каже співавтор Мішель Мер Женевської обсерваторії. дисплей

Володіння планетою споживає літій

Зокрема, астрономи вважали сонцеподібні зірки, які складають чверть вибірки. Вони виявили, що більшість зірок, оточених планетами, містять менше одного відсотка вмісту літію більшості інших зірок. "Як і наше сонце, ці зірки були дуже ефективними у знищенні літію, який вони містили у своєму утворенні", - каже Нуно Сантос з Астрофізичного центру Університету де Порто в Португалії. "Використовуючи цей унікальний великий зразок, ми змогли показати, що відсутність літію не пов'язана з будь-яким іншим властивістю відповідних зірок, таким як їх вік".

Вимірювання літію як новий метод пошуку екзопланет

Нові результати також показують спосіб астрономів шукати планетарні системи ефективніше, ніж раніше: використовуючи вміст літію в зірці, можна вирішити, чи варто взагалі досконаліших спостережень. Тепер, коли відомий зв’язок між наявністю планет і особливо низьким вмістом літію, важливо розкрити фізичні механізми, що стоять за ним.

Існує кілька способів, за допомогою яких планета може перешкоджати руху речовини всередині своєї домашньої зірки, впливаючи, таким чином, на розподіл різних хімічних елементів і

можливо, може призвести до руйнування літію. Зараз теоретиків запитують, який із варіантів є найімовірнішим », - підсумовує мер.

(Інститут астрономії Макса Планка / ESO, 12.11.2009 - НКО)