Экзопланеты могут не только рождаться и вращаться вокруг своих звёзд, но и погибать весьма драматично. Один из таких сценариев — поглощение планеты своей звездой. Новое исследование показывает, что подобные события не редкость и, более того, их можно обнаружить по изменению химического состава звёзд.
Что происходит при поглощении
Учёные смоделировали процесс, при котором каменистая планета, похожая на Землю, постепенно погружается в оболочку звезды. Входя в плотные слои, планета начинает тормозиться, нагреваться и буквально испаряться. Часть её вещества смешивается с внешними слоями звезды, меняя наблюдаемый химический состав поверхности.
Важно, что планета не исчезает мгновенно. В большинстве случаев она годами или даже тысячелетиями вращается прямо под поверхностью звезды, теряя массу лишь на финальной стадии, когда следует быстрый «провал» внутрь.
Какие звёзды лучше всего выдают следы
Главный вывод исследования: не все звёзды одинаково хорошо «показывают», что они поглотили планету.
- У маломассивных звёзд внешняя оболочка очень массивная. Даже если такая звезда поглотит Землю, химический след будет почти незаметен.
- А вот звёзды с массой примерно от 1 до 1,4 массы Солнца — лучшие кандидаты. Их внешние слои тоньше, и даже одна каменистая планета может оставить измеримый след.
- Более массивные звёзды имеют почти отсутствующую конвективную оболочку, и там последствия поглощения могут быть кратковременными и сложными для интерпретации.
Не только литий
Ранее астрономы часто искали следы поглощения по избытку лития — элемента, который со временем «выгорает» в звёздах. Но новое моделирование показало, что есть и более надёжные маркеры.
Лучше всего на поглощение каменистой планеты указывают:
- алюминий
- кальций
- ванадий
А вот кислород, натрий или сера, напротив, плохо подходят для таких поисков — их изменения слишком слабы.
Одна большая планета или много маленьких
Интересная деталь: для некоторых звёзд можно отличить, что именно они поглотили — одну крупную «супер-Землю» или несколько планет земного размера. Дело в том, что у массивной планеты её металлическое ядро может уйти глубже и не смешаться с поверхностными слоями звезды. В результате химический «отпечаток» будет другим.
Сколько длится космическая драма
Продолжительность поглощения сильно зависит от массы звезды и планеты.
- Для небольших звёзд процесс может занять всего несколько лет.
- Для более массивных — сотни и тысячи лет.
При этом финальное разрушение планеты происходит очень быстро — за часы.
Зачем это нужно астрономам
Такие модели помогают не только искать следы погибших планет, но и:
- оценивать, как часто во Вселенной существовали землеподобные миры;
- объяснять различия в химическом составе звёздных пар и скоплений;
- планировать наблюдения, нацеленные на поиск недавних актов «звёздного каннибализма».
Итог
Поглощение планет — это не экзотика, а важная часть эволюции планетных систем. И теперь у астрономов есть чёткое понимание, какие звёзды и какие элементы нужно изучать, чтобы обнаружить следы давно исчезнувших миров.
Источники:
Статья создана по материалам работы на arXiv.org
