Учёные обнаружили „красных карликов“ со следами “съеденных” планет

Проще говоря, учёные не увидели, как звезда в реальном «ест» планету. Они нашли возможную улику: вещество, которого у красного карлика почти не должно быть. Авторы считают, что литий мог попасть в атмосферу звёзд вместе с каменистыми планетами или планетным материалом.

Исследование опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. В работе говорится о шести ранних M-карликах в трёх молодых звёздных скоплениях возрастом примерно от 50 до 200 миллионов лет. Эти звёзды отличаются от похожих соседей необычно высоким содержанием лития.

Детали

Красные карлики, или M-карлики, — это небольшие и холодные по сравнению с Солнцем звёзды. Они очень распространены в Галактике, и вокруг них часто ищут небольшие каменистые планеты. Но внутри таких звёзд достаточно жарко, чтобы литий быстро разрушался в ядерных реакциях.

Именно поэтому литий стал важной подсказкой. Если у молодой звезды этого элемента неожиданно много, значит, он мог попасть туда позже — например, вместе с веществом планетной системы. Авторы называют это возможным признаком planetary engulfment — поглощения планет или планетного материала звездой.

Команда использовала данные спектроскопического обзора Gaia-ESO. Спектроскопия позволяет разложить свет звезды на «химические подписи» и понять, какие элементы есть в её атмосфере. Учёные искали звёзды, которые по возрасту, температуре и положению похожи на другие звёзды своего скопления, но резко выделяются по содержанию лития.

Таких объектов оказалось шесть. Они находятся в трёх рассеянных скоплениях: NGC 2451a, Blanco 1 и NGC 2516. По расчётам авторов, эти звёзды составляют примерно 2–3% подобных M-карликов в скоплениях такого возраста.

Чтобы объяснить избыток лития, исследователи рассмотрели несколько вариантов. Например, можно было бы предположить, что звёзды на самом деле моложе остальных или что литий в них разрушался медленнее из-за особенностей магнитной активности. Но авторы считают эти объяснения менее вероятными: звёзды выглядят как нормальные члены своих скоплений, а большинство из них не показывают признаков двойной системы.

Наиболее подходящая версия — поглощение каменистого вещества. По оценке авторов, чтобы получить наблюдаемый избыток лития, звёзды должны были поглотить примерно от 3 до 10 масс Земли материала, бедного летучими веществами. Это может быть вещество каменистых планет, похожее по составу на внутренние планеты Солнечной системы.

Важно не понимать это слишком буквально. Речь не обязательно о том, что каждая звезда проглотила одну готовую «вторую Землю». Это мог быть набор каменистых тел, обломков, протопланет или планет, которые в молодой системе приблизились к звезде и были ею поглощены.

Почему это важно

Работа показывает, что молодые планетные системы могут быть довольно хаотичными. Планеты в них не всегда спокойно занимают стабильные орбиты. На ранних этапах они могут сталкиваться, менять траектории, мигрировать ближе к звезде или даже падать на неё.

Для астрономов это важно, потому что обычно такие события трудно увидеть напрямую. Но химический состав звезды может сохранить след того, что произошло. В этом случае таким следом стал литий: он похож на яркую метку на фоне почти «чистой» атмосферы красного карлика.

Исследование также может помочь понять, как часто молодые звёзды уничтожают часть своих планетных систем. Авторы осторожно отмечают, что найденные 2–3% могут быть нижней границей: след лития со временем исчезает, поэтому часть подобных событий могла остаться незамеченной.

Бэкграунд

Идея о том, что звёзды могут поглощать планеты, не новая. Такие события давно рассматривают как возможный этап формирования и эволюции планетных систем. Планета может приблизиться к звезде из-за миграции в газопылевом диске, взаимодействия с другими планетами или гравитационных возмущений.

Но найти прямые или надёжные косвенные признаки таких событий сложно. У многих звёзд изменения в химическом составе очень малы. Кроме того, нужно отличить след поглощённой планеты от обычных различий между звёздами.

В этом смысле молодые звёздные скопления удобны для исследования. Звёзды в них родились примерно в одно время и из похожего вещества. Поэтому, если одна из них резко отличается от соседей по литиевой «подписи», это легче заметить и объяснить.

Источник

Исследование: R. D. Jeffries, R. J. Jackson, I. Baraffe, “Lithium-rich M-dwarfs at the ZAMS: Evidence for planetary engulfment?”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026.