Астрономи вперше показали на прикладі пари гігантів, що відмінності в складі зірок подвійної системи можуть пояснюватися неоднорідностями в молекулярній хмарі, з якої вони формувалися. Інші теорії, такі як поглинання або формування планет, не можуть пояснити спостережувані відмінності. Стаття опублікована в журналі Astronomy&Astrophysics.
Подвійні зірки широко поширені в Чумацькому Шляху. Передбачається, що більшість із них народилися з речовини однієї і тієї ж молекулярної хмари, що дає схожий хімічний склад. Однак у низці досліджень виявлялися невеликі, але помітні відмінності між зірками в подвійних системах, які намагалися пояснити впливом процесу формування планет або подіями поглинання планет. Зокрема, збідненість Сонця тугоплавкими елементами порівняно із сонячними двійниками намагалися пояснити наявністю планет земної групи. Не виключається також і ідея первинної неоднорідності складу в батьківській хмарі.
Група астрономів на чолі з Карлосом Саффе (Carlos Saffe) з Інституту астрономії та наук про Землю і космос в Аргентині опублікувала результати досліджень системи зірок HD 138202 і CD30 12303 за допомогою оптичного спектрографа високого дозволу GHOST, встановленого на наземному телескопі “Джеміні-Південь”, 15 травня 2023 року. Система складається з двох гігантів з ефективними температурами 4952 і 5007 кельвінів, розділених відстанню в 38,5 тисячі астрономічних одиниць.
Вчені помітили значну різницю в складі двох зірок (різниця металічностей близько 0,08 dex), що незвично, оскільки на склад гігантів менше впливають епізоди поглинання планетарної речовини або дифузійні процеси. Еволюційні ефекти, такі як перше вичерпування, як у випадку однієї зірки, так і обох зірок, не можуть пояснити таку відмінність.
Ідея поглинання планет також не підходить, оскільки більш металічній зірці системи довелося б увібрати в себе від 11 до 150 мас Юпітера у вигляді планетарної речовини. Крім того, в цьому випадку в зірці збільшився б вміст літію, більша кількість якого навпаки спостерігається в менш металічній зірці. Не годиться й ідея витрат тугоплавких елементів на формування планет земної групи і ядер планет-гігантів, оскільки масивні конвективні оболонки гігантів стерли б цю відмінність між зірками.
У підсумку вчені зупинилися на ідеї первинних неоднорідностей у складі початкової міжзоряної хмари, яка може пояснити як властивості цієї системи, так і властивості деяких інших пар зірок головної послідовності. На користь цієї ідеї говорить і велика відстань між зірками досліджуваної пари.