太阳系能平静增长多幸运?研究:25%类太阳恒星会吃掉自家行星

行星诞生自恒星周边的物质,但最近新研究指出,宇宙至少有四分之一类太阳恒星会在行星诞生后不久回收吞掉它们,这些都更显示太阳系与地球既平凡、又不平凡的关系。

太阳系有多罕见?自30年前首度发现也有系外行星会围绕太阳以外的恒星运转以来,我们知道银河系不少恒星也都有行星系统,然而它们与太阳系有很多不同之处。

首先,太阳系8颗行星皆以稳定且近乎圆形的轨道绕太阳旋转,这说明行星形成以来,轨道就没有太大变化,然而观察其他行星系统,会发现多数经历相当混乱的过去,也许太阳系相对平静的增长史是让地球生命繁衍的原因之一,寻找可能孕育生命的系外行星时,如果我们有办法判断有类似增长经验的行星系统,就可以缩小目标范围。

其次,银河系约75%恒星都属于M型主序星(红矮星),比太阳更小也更冷,寿命更长,但太阳为G型主序星(黄矮星),银河系仅7%恒星属于G型星。现在天文学家还发现,宇宙有20%~35%类太阳恒星会在生命某刻吞噬自己的行星。

岩石行星富含铁、硅和钛等重元素,恒星则主要含较轻物质如氢、氦、氧、碳。当行星被吞噬时,重元素落在恒星外层,会在后者光谱留下明显的吸收特征,假如一颗恒星异常富含铁但不含碳、氧等其他元素,便可解释为吞噬行星。

意大利国家天文物理研究所团队检查107个由类太阳恒星组成的双星系统,按理说双星系统2颗恒星的化学组成应该差不多,然而研究人员发现,其中33个系统有某颗恒星比伴星更富含铁;其次,富含铁的恒星也比伴星含更多锂,通常锂元素会在恒星生命周期逐渐消失(如太阳和地球的组成元素高度相似,但太阳锂含量比地球低100倍),在恒星检测到异常高的锂含量必定有异。

第三,这些恒星的含铁量甚至比银河系其他类太阳恒星含铁量更高,种种化学差异都可说明这些恒星吞了自己的行星。

类似太阳的G型星数量已经不多,偏偏还有至少四分之一系统的环境混乱不堪,行星就算出生都不一定能平安长大,这也让平静增长的太阳系显得越发难能可贵。尽管以银河系恒星数量来说,星系内有数百万颗恒星与太阳相似,但如果没有合适筛选方法,想找出地球2.0依然像大海捞针。

新论文发布在《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊。

(首图为示意图,来源:NASA)

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