Астрономи дослідили загадкову подвійну зоряну систему, в якій дві зорі, що, ймовірно, утворилися одночасно, зараз мають кардинально різний хімічний склад. Нове дослідження вказує на ймовірність того, що одна із них могла поглинути власні планети.
Подвійна система з незвичним хімічним складом
Зазвичай у подвійних системах дві зорі утворюються з однієї й тієї самої молекулярної хмари, а отже, мають однаковий вік і хімічний склад. Астрономи вважають, що будь-які відмінності в їхній металічності вказують на подію, пов’язану з перенесенням маси, поглинанням планетних компонентів або іншими внутрішніми процесами. HD 81809 — це одна з таких незвичайних систем, у якій обидві зорі є сонцеподібними класу G, але перебувають на різних стадіях еволюції.
Головна зоря, HD 81809A, пройшла фазу головної послідовності, вичерпала запаси водню в ядрі, але ще не перетворилася на гігантське світило — зараз вона є субгігантом. З іншого боку, HD 81809B все ще є зорею головної послідовності. Вона збагачена літієм, і між двома зорями існує різниця у вмісті заліза — головне зі світил є бідним на метали з вмістом заліза −0,57 dex, тоді як вторинне має металічність, приблизно рівну сонячній — 0,00 dex.
Ця різниця у хімічному складі двох світил не відповідає стандартним тенденціям хімічної еволюції. Розбіжність у 0,57 dex є занадто великою, щоб її можна було пояснити стандартними механізмами. Хоча в деяких дослідженнях були запропоновані сценарії формування, що узгоджуються зі стандартними теоріями, залишаються суперечності щодо пояснення спостережуваної світності та віку зір.
Поглинання планети як гіпотеза
У попередньому дослідженні, опублікованому в журналі The Astrophysical Journal, була висунута гіпотеза, що недавня акреція могла змінити хімічні властивості поверхневих шарів HD 81809B. Це також підтверджується виявленням диска уламків у цій системі.
У новій статті, автором якої є Нуно Моедас із Данського технічного університету, команда детальніше досліджує цей сценарій, щоб перевірити, чи може поглинання багатих на метали планет другорядною зорею відтворити хімічні властивості системи. Спираючись на фізично більш ймовірний сценарій з попереднього дослідження, в якому обидві зорі утворилися з однієї молекулярної хмари, вони використали код комп’ютерного моделювання під назвою Modules for Experiments in Stellar Astrophysics (MESA), щоб перевірити гіпотезу про поглинання планети шляхом моделювання різних процесів акреції з різними діапазонами мас та хімічними сумішами.
Комп’ютерні симуляції показують хімічну невідповідність
Комп’ютерні моделювання показують, що для відтворення незвично високої металічності зорі знадобилося б накопичення приблизно 25–75 земних мас металів у період, близький до нинішнього її віку, який становить майже 10 млрд років. Але якщо поглинання планети відбулося на дуже ранній стадії життя зорі, необхідна маса акреції становить 150 земних мас металів, що, на думку дослідників, є «малоймовірним». Отже, подія мала відбутися нещодавно.
Однак аналіз також передбачає набагато більшу кількість літію, ніж спостерігають астрономи. Розбіжність у вмісті літію зникла б, якби маса акреційованого матеріалу не перевищувала 6 мас Землі.
«Моделі передбачають, що така багата на метали акреція призвела б до надмірного збагачення літієм на поверхні; для узгодження зі спостережуваним вмістом літію необхідно, щоб маса акреційованого матеріалу не перевищувала 6 мас Землі, — йдеться у статті. — Ця суперечність підкреслює необхідність точного знання хімічного складу акреційованого матеріалу».
Проте, у порівнянні з раніше запропонованими сценаріями, поглинання планети видається найбільш ймовірним поясненням. Автори зазначають, що виявлення обертання та магнітної активності на HD 81809B, які можуть містити характерні ознаки події поглинання планети, надало б додаткові докази.
За матеріалами phys.org
