Przynajmniej ćwierć gwiazd podobnych do Słońca mogła pożreć jedną ze swoich planet

Cóż, planety nie mają we Wszechświecie łatwego żywota. Jedne się ze sobą zderzają, inne są dosłownie wyrzucane ze swoich układów, a jeszcze inne są pożerane przez ich własne gwiazdy. Jak właśnie się okazało, nawet jedna czwarta gwiazd takich jak Słońce mogła pożreć jedną ze swoich planet.

Niestabilne układy

Odkrycie, dokonane przez międzynarodowy zespół naukowców, może mieć znaczenie dla procesu poszukiwania w kosmosie planet przypominających Ziemię. Pokazuje ono, że wiele układów we Wszechświecie to układy dynamicznie niestabilne.

„Dowody na to, że układy planetarne mogą się bardzo od siebie różnić, sugerują, iż ich dynamiczne historie były bardzo zróżnicowane, prawdopodobnie w wyniku silnej wrażliwości na początkowe warunki. Dynamiczne procesy w najbardziej chaotycznych układach prawdopodobnie zdestabilizowały orbity planet, zmuszając je do zanurzenia się w ich gwieździe macierzystej.”, czytamy w pracy naukowej badaczy, opublikowanej w czasopiśmie Nature Astronomy. „Jednoznaczne dowody na zachodzenie wydarzeń związanych z pochłanianiem planet i wiedza o tym, że dochodziło do nich w przypadku gwiazd podobnych do Słońca, rzuciłyby światło na możliwe ścieżki ewolucyjne układów planetarnych , wskazując na to, jak wiele z nich przeszło przez złożone fazy wysoce dynamicznej rekonfiguracji.”

Dziwaczka wśród gwiazd

We Wszechświecie znajduje się całe mnóstwo gwiazd. Słońce jest zatem jedną z wielu. To powiedziawszy, reprezentuje ono dość rzadki typ gwiazd. Większość gwiazd Drogi Mlecznej – około 75 procent – to gwiazdy typu widmowego M, zwykle czerwone karły, czyli gwiazd małe, stosunkowo chłodne i „żyjące” w skali kosmosu długo. Słońce jest natomiast gwiazdą typu widmowego G – żółtym karłem. Zaledwie 7 procent gwiazd Drogi Mlecznej to gwiazdy typu widmowego G.

Wizja artystyczna czerwonego karła typu widmowego M4 o temperaturze 3200 K. | Źródło: NASA

Słońce to również gwiazda samotna. Tymczasem, naukowcy wierzą, że większość gwiazd we Wszechświecie powstaje w układach podwójnych, a nawet potrójnych. Faktycznie, w Drodze Mlecznej przeważająca część gwiazd ma towarzyszkę. Możliwe, że Słońce dawno temu także ją posiadało, ale z czasem dwa ciała oddaliły się tak mocno, aż w końcu się rozdzieliły.

Narodziny gwiazdy podwójnej

W jaki sposób powstają układy podwójne? Kiedy gęsty węzeł materii w obłoku molekularnego gazu zapada się w kosmosie pod wpływem własnej grawitacji i zaczyna rotować, powstaje zaczątek gwiazdy – protogwiazda. Gaz wokół protogwiazdy tworzy dysk, który zasila rosnącą gwiazdę. Podczas tego procesu dysk może ulec fragmentacji i utworzyć drugą protogwiazdę. Gdy już gwiazdy w dysku się uformują, z pozostałej materii pozostają planety, pasy asteroid i komety – wszystkie inne obiekty wchodzące w składu układu planetarnego.

Jako że dwie gwiazdy tworzące wspólny układ powstały z tej samej kępki materii, powinny posiadać bardzo podobny skład chemiczny, nieprawdaż? Nie zawsze tak jest.

Chemiczne anomalie

Wspomniany międzynarodowy zespół astronomów, którym kierował Lorenzo Spina z Obserwatorium Astronomicznego w Padwie we Włoszech, zdecydował przyjrzeć się bliżej układom podwójnym. W sumie zidentyfikował on 107 par gwiazd o podobnych temperaturach i podobnym przyciąganiu grawitacyjnym, a następnie zbadał ich właściwości chemiczne. W rezultacie odkrył, że znaczna liczba par binarnych posiada odmienny skład. W szczególności, część gwiazd w parach posiada niespodziewanie dużo żelaza. Wyniki badań sugerują, że wszystkie gwiazdy podobne do Słońca mają 20-35% szans na pożarcie swoich planet. Szansa na to, że jedna z gwiazd układu pożarła planetę jest tym większa, im wyższa jest temperatura pary.

Wygląda na to, że wiele układów zawierających gwiazdy podobne do Słońca miało bardzo burzliwe początki. Układ Słoneczny najpewniej tak burzliwych początków nie miał, bowiem jego skład pokazuje, że raczej nie pożarł on żadnej planety i jest to jeden z czynników, który mógł umożliwić pojawienie się życia na Ziemi. Układy binarne mogą być zbyt dynamiczne i niestabilne, by stworzyć warunki sprzyjające życiu.

Badania takie jak to mogą pomóc zawęzić listę miejsc, w których powinniśmy szukać egzoplanet podobnych do Ziemi. Chociaż gwiazdy podobne do Słońca są w Drodze Mlecznej stosunkowo rzadkie, wciąż mowa o milionach gwiazd znajdujących się na tyle blisko nas, że jesteśmy w stanie się im przyjrzeć. Analizowanie ich atmosfer pod kątem zawartości pierwiastków pozwoliłoby namierzyć pożeraczki planet.

Źródło: Nature Astronomy, fot. tyt. NASA/Lynette Cook