Gwiazdy często pożerają swoje planety – dowodzą naukowcy. Czy taki los czeka także Ziemię?

W tym artykule:

1. Różnice chemiczne gwiazd bliźniaczych
2. Kanibalizm w 1 na 12 przypadków
3. Planety czy materiał protoplanetarny?
4. Chemiczna ewolucja Wszechświata

Dzisiaj w prestiżowym magazynie „Nature” ukazał się artykuł „Bliźniacze gwiazdy ujawniają nawyki planetożerców”, napisany przez zespół naukowców z Astro 3D z Australii. Badacze przyjrzeli się tzw. gwiazdom co-natalnym – urodzonym w tych samych obłokach molekularnych i podróżującym razem. Niekoniecznie są to gwiazdy podwójne, choć niektóre z analizowanych par takimi były.

Uczeni przeanalizowali ich skład. Odkryli, że co najmniej jedna na 12 gwiazd z tego typu układów różni się od swojej siostry bliźniaczki. Jest to o tyle zastanawiające, że gwiazdy bliźniacze powstały z tego samego materiału. Zdaniem australijskich uczonych różnica ta jest spowodowana pożeraniem planet lub materiału planetarnego przez jednego z bliźniaków.

Różnice chemiczne gwiazd bliźniaczych

– Przyjrzeliśmy się bliźniaczym gwiazdom, które narodziły się z tych samych obłoków molekularnych. Powinny więc być identyczne – mówi badacz ASTRO 3D, dr Fan Liu z Monash University, główny autor artykułu. – Dzięki tej bardzo precyzyjnej analizie udało nam się dostrzec różnice chemiczne między bliźniakami. Stanowi to bardzo mocny dowód na to, że jedna z gwiazd wchłonęła pobliskie planety lub materiał planetarny. A to doprowadziło do zmiany jej składu – dodaje naukowiec.

Odkrycia były możliwe dzięki analizie ogromnej bazy danych, zebranej za pomocą 6,5-metrowego Teleskopu Magellana i Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego. Oba te teleskopy pracują w Chile. Do tego dołączono dane zebrane przy pomocy 10-metrowego Teleskopu Kecka na Hawajach.

Kanibalizm w 1 na 12 przypadków

Z analizy badaczy wynika, że zjawisko pożerania planet przez gwiazdy wystąpiło w około ośmiu procentach przypadków z 91 par bliźniaczych gwiazd. To, co sprawia, że to badanie jest przekonujące, to fakt, że analizowane gwiazdy były w początkowej fazie życia. Należały do tzw. ciągu głównego. Inaczej sytuacja przedstawia się w przypadku gwiazd będących w swych końcowych fazach, takich jak czerwone olbrzymy. Te, powiększając się, pochłaniają pobliskie planety, co – rzecz jasna – również zmienia skład gwiazdy. Taki los czeka w przyszłości Merkurego, Wenus, a być może także Ziemię. Planety te pochłonie Słońce.

Jednak do tej pory nie było dowodów na to, że kosmiczny kanibalizm praktykują też młodsze gwiazdy ciągu głównego. – O tym, że gwiazdy w późnej fazie swojej ewolucji, gdy stają się gigantycznymi, rozdętymi kulami, pochłaniają pobliskie planety, wiemy od dawna. Ale nasze badania różni się od poprzednich tym, że skupia się na gwiazdach będących wciąż w stabilnej fazie swojej ewolucji – powiedział dr Liu.

Planety czy materiał protoplanetarny?

Istnieją pewne wątpliwości co do tego, czy młode gwiazdy połykają planety w całości, czy też jedynie pochłaniają materiał protoplanetarny. Czyli taki, z którego dopiero planeta może się uformować. Jednak dr Liu podejrzewa, że możliwe są obie wersje.

– To skomplikowane. Połknięcie całej planety jest scenariuszem, który zdecydowanie preferujemy. Ale oczywiście nie możemy również wykluczyć, że gwiazdy te po prostu pochłonęły dużo materiału z tzw. dysku protoplanetarnego – mówi.

Opublikowane właśnie odkrycia mają szerokie implikacje dla badania długoterminowej ewolucji gwiazd i układów planetarnych. Rzucają nowe światło na dynamikę takich układów i ich przyszłość.

Chemiczna ewolucja Wszechświata

– Astronomowie zwykli wierzyć, że tego rodzaju zdarzenia nie są możliwe. Jednak na podstawie obserwacji przeprowadzonych w naszym badaniu widzimy, że to się może dziać. Choć faktycznie nieczęsto dochodzi do pożerania planet przez gwiazdy ciągu głównego. Mimo wszystko nasze analizy otwierają nowe okno dla teoretyków ewolucji planet – podsumowuje profesor Yuan-Sen Ting, współautor i badacz ASTRO 3D z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego (ANU).

Badanie stanowi część większej kooperacji. Czyli inicjatywy Complete Census of Co-moving Pairs of Objects (C3PO). Ma ona na celu spektroskopową obserwację kompletnej próbki wszystkich jasnych współruchów gwiazd zidentyfikowanych przez satelitę astrometrycznego Gaia. Inicjatywa jest prowadzona wspólnie przez Liu, Tinga i profesora Davida Yonga (również z ASTRO 3D na ANU).

– Przedstawione tutaj odkrycia przyczyniają się do szerszego zrozumienia kluczowego tematu badawczego ASTRO 3D: chemicznej ewolucji Wszechświata. W szczególności rzucają światło na dystrybucję pierwiastków chemicznych i ich późniejszą podróż, która obejmuje zużycie przez gwiazdy – powiedziała profesor Emma Ryan-Weber, dyrektorka ASTRO 3D.

Źródło: Nature.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.