Как молодое Солнце поглотило планету в 5–10 раз тяжелее Земли
Учёные установили, что в ранней истории Солнце могло поглотить планету массой в 5‑10 раз превышающей массу Земли, что объясняет аномалии внутренней структуры звезды и дефицит лития.
Недавнее исследование звёздной эволюции раскрывает, почему в Солнечной системе отсутствуют крупные сверхземли, которые часто обнаруживают в экзопланетных системах. Учёные пришли к выводу, что молодое Солнце поглотило массивную планету, оставившую после себя следы, которые сохраняются до наших дней.
Причины отсутствия суперземель в Солнечной системе
Долгое время модели эволюции звёзд не могли полностью объяснить наблюдаемые сейсмические колебания Солнца. Были зафиксированы расхождения в скорости звука под конвективной зоной и в глубине самой конвекции, а также необычайно низкая концентрация лития на поверхности звезды. Учёные предположили, что обе аномалии имеют общий источник в химической истории Солнца.
Поскольку планеты формируются из вещества, отличающегося от газа протопланетарного диска, их поглощение должно оставлять заметный химический след. Именно такие следы, по мнению исследователей, позволяют реконструировать событие поглощения.
Моделирование поглощения планеты
Для проверки гипотезы учёные использовали компьютерный код MESA, предназначенный для моделирования эволюции звёзд. Были протестированы различные сценарии аккреции вещества, сравнивая их с реальными наблюдениями Солнца.
- Масса поглощённого тела – от 5 до 10 масс Земли.
- Путь через звезду – планета прошла через внешние слои Солнца, потеряв лишь небольшую часть массы, прежде чем полностью растворилась в недрах.
- Последствия – сценарий одновременно объясняет аномалии в структуре внутренней зоны и дефицит лития.
Результаты показывают, что поглощённая планета могла сохранять свои характеристики до тех пор, пока не была полностью интегрирована в звёздную массу, оставив после себя химический «отпечаток», который сейчас фиксируют гелиосейсмологические измерения.
Последствия для внутренней структуры Солнца
Внутренняя структура Солнца, определяемая скоростью звука и глубиной конвекции, теперь может быть интерпретирована как результат раннего столкновения с массивным телом. Такое событие могло вызвать перераспределение элементов, в частности, ускорив уничтожение лития в поверхностных слоях.
Кроме того, модель предполагает, что подобные катастрофы могли быть характерны для звёздных систем, где формируются крупные планеты вблизи звезды, после чего они мигрируют внутрь и поглощаются.
Исследование открывает новые возможности для проверки гипотез о ранних этапах формирования планетных систем с помощью гелиосейсмологии и химического анализа солнечной атмосферы.