Результаты исследования полностью представлены в журнале Nature Astronomy, а краткий отчет о нем опубликован в журнале Science. Авторы работы сравнивают полученные данные с древнегреческим мифом, согласно которому бог Хронос поедал своих детей.
В новом исследовании астрономы решили проверить, способны ли звезды поглощать планеты, в формировании которых сами же и поучаствовали в глубоком прошлом. Такая теория впервые была озвучена много десятилетий назад. Однако теперь получены первые данные, которые позволили оценить вероятность поглощения планет звездами.
Отправной точкой для ученых стал достоверно известный факт: каменистые твердые планеты, такие как Земля, богаты тяжелыми элементами, в том числе железом, кремнием и титаном. В то же время звезды содержат в основном куда более легкие вещества, такие как водород, гелий, кислород и углерод. Теоретически, если звезда поглотит каменистую планету, то тяжелые элементы рассеются в ее внешних слоях. Следовательно, контрольные маркеры можно обнаружить, изучая химический состав звезд по спектру их излучения.
"Если звезда аномально богата железом, но не содержит других элементов, таких как углерод и кислород, это можно интерпретировать как признак поглощения планеты", - объясняет Лоренцо Спина.
Исследование охватило 107 двойных систем, в которых находится по две звезды. Отмечается, что все эти светила по своим характеристикам похожи на наше Солнце. Принято считать, что двойные звезды рождаются из одного облака газа и пыли, поэтому их химический состав должен быть почти идентичным.
Кроме того, в своих измерениях исследователи учли множество других параметров, например, схожесть звезд в каждой паре по массе и температуре. Фактически, астрономы нашли и изучили звездных близнецов. Это позволило объективно сравнить их характеристики. Анализ выявил 33 двойных системы, в которых одна из звезд обладает повышенным уровнем содержания железа по сравнению со своим партнером.
Авторы работы пишут, что выявленная аномалия является главным признаком "планетарного каннибализма". Вторым признаком стало повышенное содержание лития в химическом составе звезд-"каннибалов". Данный факт также свидетельствует в пользу гипотезы о "поедании миров".
Ученые признают, что звезды, подобные Солнцу, рождаются со значительным количеством содержания лития. Но предыдущие исследования показали, что этот литий сжигается в течение первых 100 миллионов лет жизни звезды. Поэтому он не может присутствовать в крупных объемах в более старых звездах. Но если он там присутствует, то это означает, что литий достался звезде "в наследство" от поглощенной ею планеты.
Исследование также зафиксировало, что аномальные химические сигнатуры чаще всего обнаруживаются у наиболее горячих звезд, имеющих тонкие внешние слои. В целом ученые пришли к выводу, что от 20 до 35 процентов звезд, подобных Солнцу, поглощают от одной до нескольких своих планет, подобных Земле. Такое может происходить в системах, где гравитационные взаимодействия между планетами отбрасывают одну из них к звезде, которая медленно испаряет и поглощает ее.
Что касается нашей Солнечной системы, то Лоренцо Спина успокаивает: компьютерное моделирование говорит о том, что наше Солнце вряд ли когда-либо поглощало планеты. Исследование подтвердило, что Солнце не обладает аномально повышенным объемом тяжелых элементов по сравнению с другими звездами своего класса.
Авторы работы сомневаются, что такое возможно и в будущем. При этом они дают рекомендацию своим коллегам, которые решат найти "вторую Землю" и колонизировать ее. Они советуют обращать внимание не только на характеристики самих планет, но и на характеристики "инопланетного солнца". Если окажется, что в прошлом оно уже съедало свои планеты, то поиски подходящего для колонизации мира лучше перенести в другую звездную систему.