类日恒星可能已经吞噬了15个系外行星

最新的研究发现,一颗遥远的类日恒星已经吞噬了十多个它的自己的有地球那么大的行星,可能还不止十多颗。

研究人员将这颗恒星命为克洛诺斯。克洛诺斯是希腊神话中泰坦神之一。他因为恐惧自己的孩子将自己罢黜而吃掉了自己的孩子。根据普林斯顿大学的说明,克洛诺斯属于一个双星系统,距离地球350光年。

类日恒星可能已经吞噬了15个系外行星

Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt(SSC-Caltech)

天文学家在将它与双星系统中的另一颗恒星(名字叫克利俄斯 希腊神话中负责掌管星宫的泰坦神,是克洛诺斯的弟弟)的化学成分进行对比的时候发现了它贪婪的本性。根据研究结果显示克洛诺斯有着高得不寻常的岩矿物元素含量。这可能暗示着它在它的生命中已经狼吞虎咽下了约等于15颗地球质量的岩质行星。

这两颗名为HD 240430 与 HD 240429恒星的年龄大约为40亿年,它们属于G型黄色恒星,与我们的太阳类似(稍微比太阳年轻一些)。观测结果同时显示了它们的绕转周期约为一万年。

 

一开始,天文学家怀疑它们到底是不是一对双星,因为他们之间隔了两光年。但是进一步的研究证实了这两颗一起移动的恒星有相同的径向速度,(径向速度是物理学名词,一般指物体运动速度在观察者视线方向的速度分量,即速度矢量在视线方向的投影。又称视向速度。)它们的运动规律符合双星系统的这个关键指标。

 

这对双星系统最惊人的地方是它们拥有完全不同的组成。研究揭示了克洛诺斯有高得不寻常的矿物质元素成分,譬如镁、铝,硅、铁、铬元素和钇族元素。这些元素组成了大部分岩质行星,譬如地球。然而,这颗贪婪的恒星并没有同样高含量的大部分以气态形式存在的挥发性化合物——氧、碳、氮、钾。

普林斯顿大学的研究生兼研究带头人在报告中这样说道:“大部分金属含量比例较高的恒星也会同样地富含其他的元素,然而克洛诺斯挥发性元素的含量较少,这在正常的恒星丰度模型中显得非常怪异。”

 

岩质矿物元素的丰度主要集中在克洛诺斯外侧,而不是均质地分布在恒星中。而且,研究者们确证恒星外侧的矿物元素凝结的温度比较高,这是岩质行星的一个特征,他们比起巨大的气态恒星更接近它们的母星。

 

因此,克洛诺斯可能因为吞噬了15倍地球质量的行星而达到了它那不寻常的矿物元素丰度。如果它吞噬了气态恒星的话,它应该会有更高的挥发元素含量。

 

类日恒星可能已经吞噬了15个系外行星

Kronos and Krios, as recorded in the Space Telescope Science Institute"s Digitized Sky Survey.

空间望远镜研究所数字巡天所拍摄太空克洛诺斯与克利俄斯

Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)

 

克洛诺斯比起普通恒星多出来的所有元素正是可以组成岩质行星的元素,而且挥发性元素并没有增加,这对于它吞噬行星而不是其他的情况的假说是一个非常有利的论点。

 

研究同时也为恒星形成与系外行星的研究提供了新的视角。

 

Jessie Christiansen(一个位于加利福尼亚理工学院的NASA系外行星研究中心的并没有参与研究的天文学家)说道:“直到现在,我们也都还停留在将不同观测结果拼凑起来从而研究系外行星是何时以怎样的方式组成的阶段中。”

 

“直接观测围绕年轻恒星的行星的信息是比较困难的,它们基本都被尘埃覆盖,恒星的活动也比较活跃,很难将行星的信号从中分离出来。”Christiansen说:“所以我们必须从能得到的有限信息中推断出什么来。如果研究结果能被证实,通过行星系统早期的质量与化学成分研究的方法将会为行星形成理论提供一个重要的参照。”

译者:赵昌皓



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