Astronomowie odkryli różnice chemiczne między gwiazdami podwójnymi, które wskazują, że jedna z nich jest kosmicznym kanibalem, który pożarł co najmniej jedną planetę.
Gwiazdy podwójne powinny mieć ten sam skład chemiczny, ponieważ każda gwiazda powstaje z tego samego rozległego obłoku gazu i pyłu; jednak na początku tego roku zespół odpowiedzialny za to nowe badanie odkrył, że jedno i drugie gwiazdy HD 81809, znajdującej się w odległości około 101 lat świetlnych, różnią się pod względem chemicznym. Jedna z gwiazd, HD 81809B, ma na swojej powierzchni znacznie większe stężenie pierwiastków cięższych od wodoru i helu, które astronomowie nazywają „metalami”, niż jej podwójny partner HD 81809A.
Nowe badania sugerują, że powodem wzbogacenia HD 81809B w metale jest to, że gwiazda ta pochłonęła egzoplaneta który był od 50 do 75 razy większy Ziemia.
„To pierwszy znaleziony układ podwójny charakteryzujący się taką różnicą chemiczną, co jest bardzo niezwykłe” – powiedział Space.com lider zespołu Nuno Moedas z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego. „Układy podwójne są «jak rodzeństwo» w tym sensie, że rodzą się z tego samego obłoku molekularnego, co oznacza, że mają ten sam skład chemiczny. Podobnie jak w przypadku rodzeństwa, pewne różnice w liczebności pierwiastków mogą wynikać z procesów fizycznych. Jednak różnice te będą znacznie mniejsze niż w przypadku HD 81809.”
Moedas dodał, że istnieją tylko dwa możliwe wyjaśnienia różnic między HD 81809B i HD 81809A.
„Po pierwsze, gwiazdy nie są «prawdziwym rodzeństwem» i narodziły się z różnych obłoków molekularnych zawierających różne pierwiastki” – powiedział Moedas. „Innym wyjaśnieniem jest to, że gwiazda HD 81809B doświadczyła podczas swojej ewolucji bardziej drastycznego zdarzenia, takiego jak pochłonięcie planety, co mogło zmienić jej skład chemiczny”.
Istnieje jednak „dymiący” dowód na to, że pochłanianie planet jest właściwym wyjaśnieniem wzbogacenia HD 81809B w metale.
„Rozróżnienie tych dwóch scenariuszy może być bardzo trudne, ale głównym dowodem na pochłonięcie planety jest duża zawartość litu w HD 81809B, co nie jest normalne” – powiedział Moedas. „Lit jest pierwiastkiem bardzo lotnym i łatwo ulega zniszczeniu w gwiazdach, dlatego podczas obserwacji gwiazd spodziewamy się bardzo małych ilości tego pierwiastka. W przypadku HD 81809B najbardziej realnym wyjaśnieniem dużej obecności litu jest połknięcie planety”.
Zespół nie jest do końca pewien, w jaki sposób HD 81809B znalazła się na jednej z jego planet, ale Moedas sugeruje, że może to być wynikiem oddziaływań grawitacyjnych między gwiazdami podwójnymi, zakłócających orbitę nieszczęsnej planety, w wyniku czego spadła ona na jedną z jej gwiazd. Pozostaje również pytanie, ile planet pożarła HD 81809B.
„Możemy jedynie oszacować ilość potrzebnego materiału planetarnego, która według nas jest 75 razy większa od masy Ziemi. Możliwe, że gwiazda pochłonęła trzy planety, każda 25 razy masywniejsza od Ziemi” – powiedział Moedas. „Zdarzenie miało miejsce kilka milionów lat temu, a w gwieździe zachodzą procesy fizyczne, które „oczyszczą” dowody i spróbują przywrócić liczebność chemiczną gwiazdy do stanu sprzed zdarzenia”.
Ze względu na procesy fizyczne zachodzące w HD 81809B zespół nie może powiedzieć wiele więcej na temat planety lub planet, które zostały pożarte. Istnieje jednak możliwość odzyskania tych informacji z zakurzonego dysku zawierającego śmieci wykryte w tym systemie.
„Nadal nie znamy dokładnej lokalizacji, ale jeśli znajduje się ona wokół gwiazdy wtórnej, mogą to być pozostałości planety wpadającej w gwiazdę” – powiedział Moedas. „Moglibyśmy to wykorzystać, aby zrozumieć skład planety. Jednak daleko nam do badania tego dysku śmieci za pomocą obecnych instrumentów, którymi dysponujemy. Prawdopodobnie nadal musimy ponownie przyjrzeć się temu układowi, ponieważ wciąż wiele nie wiemy.
„Jest wiele do odkrycia”. W witrynie repozytorium wersji papierowej znajduje się wstępnie zrecenzowana wersja badań zespołu arXiv.
