Наше Сонце, головне джерело енергії для життя на Землі, могло виявитися ще й космічним «канібалом». Нове дослідження, про яке розповідає видання Space Astronomy, припускає, що на ранньому етапі своєї історії зоря могла поглинути планету типу суперземлі — і досі приховує сліди цієї події у своїх надрах.
Як зникла суперземля біля Сонця
Суперземлями називають планети з масою у кілька разів більшою за земну. В інших планетних системах такі світи трапляються доволі часто, але в Сонячній системі їх немає. Команда на чолі з Мутлу Їлдизом (Mutlu Yildiz) з Егейського університету в Туреччині вважає, що одна з таких планет могла колись існувати поблизу Сонця, а потім упасти в нього.
За словами дослідника, їхня робота вказує, що планета, маса якої була у кілька разів більшою за земну, могла сформуватися й мігрувати всередину, аж до зіткнення з молодим Сонцем. Це мало б залишити тривалий хімічний «відбиток» глибоко в зоряному інтер’єрі.
Раніше інші дослідження вже припускали, що одна або кілька суперземель могли сформуватися в районі нинішньої орбіти Меркурія. Такі планети рухалися б крізь протопланетний диск — велику пласку хмару газу й пилу, що оточувала молоде Сонце, — і зрештою могли б упасти на зорю.
Що показали комп’ютерні моделі
Команда Їлдиза використала розвинене програмне забезпечення для моделювання зоряної еволюції, щоб перевірити, як поглинання планети вплинуло б на будову Сонця. Вони проганяли різні сценарії «зоряного канібалізму» та порівнювали результати з точними спостереженнями внутрішньої структури нашої зорі.
Найкраща відповідність сучасним характеристикам Сонця вийшла у випадку, коли воно поглинає планету масою приблизно від 5 до 10 мас Землі, тобто саме суперземлю. Дослідники не очікували, що розрахунки так чітко вкажуть на вузький діапазон мас, і називають це одним із найцікавіших результатів роботи.
Такий сценарій може пояснити кілька давніх розбіжностей між стандартними моделями Сонця та реальними вимірюваннями. Серед них — глибина конвективної зони (шару, де речовина активно перемішується) та структура швидкості звуку під нею, а також дивно низький вміст літію на поверхні Сонця.
Літій легко руйнується за високих температур, тому його нестача на поверхні Сонця давно вважалася загадкою. Поглинання планети з іншим хімічним складом могло змінити розподіл елементів усередині зорі й вплинути на те, як літій зберігається або зникає.
Звідки могла взятися хімічна «мітка»
Молоді зорі, подібні до Сонця в юності, оточені протопланетними дисками, де активно формуються планети. Речовина в диску може перетікати до зорі, але планети складаються з матеріалу, хімічно відмінного від газу диска.
Саме тому команда поставила запитання: якщо така планета рано в історії Сонця впала на нього, чи не мала б вона залишити помітний хімічний слід усередині зорі? Моделі показують, що це можливо — і що така «мітка» могла б бути пов’язана з аномаліями в структурі Сонця та його літієвим дефіцитом.
При цьому дослідники підкреслюють: їхній сценарій не обов’язково вимагає повного знищення планети в надрах Сонця. Моделі допускають різні ступені взаємодії, а деякі варіанти можуть пояснювати спостережувані особливості без повного поглинання.
Гіпотеза потребує перевірки
Попри привабливість ідеї, вона поки що ґрунтується лише на комп’ютерному моделюванні та наявних, але не до кінця пояснених особливостях Сонця. Автори роботи визнають, що можливі й інші пояснення розбіжностей між моделями та спостереженнями, а також аномально низького вмісту літію.
На думку Їлдиза, наступний крок — спробувати незалежно виявити передбачені моделлю структурні та хімічні «відбитки» можливої події поглинання планети. Якщо такі сигнатури вдасться знайти, це стане сильним аргументом на користь того, що Сонце справді колись «з’їло» суперземлю.
Результати дослідження опубліковано в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.