行星可能影響其恆星的化學成分

一項恆星調查顯示,擁有行星的恆星往往鋰含量嚴重不足

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行星在很大程度上受制於它們的恆星。恆星不僅提供現成的輻射光和熱能,而且恆星的質量和引力完全使任何軌道伴星的總質量和引力相形見絀。在我們的太陽系中,無論人們在冥王星辯論中持何種立場,它的行星都比我們迄今為止所知的任何其他行星系統都多,但太陽仍然佔其系統質量的99.8%以上

但是,一項針對類太陽恆星中恆星化學的新調查揭示了至少一種微不足道的行星可以反擊的方式,從而影響其母恆星的演化。《自然》雜誌11月12日刊登的一篇論文顯示,已知擁有行星系統的恆星中的鋰含量大大低於其他看似沒有行星的類似恆星。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)

多年來,人們一直懷疑恆星鋰丰度和行星系統的存在之間存在關聯——例如,我們鋰含量低的太陽就非常符合這種情況。但是,擁有此類太陽系外行星(或系外行星)的恆星目錄太小,無法以統計學上的置信度評估這種關係。然而,在過去的十幾年中,已經宣佈了許多系外行星的發現,包括歐洲南方天文臺的HARPS行星探測合作專案在10月份公佈的一組30顆新行星,這使已知的系外行星總數增加到400多顆。

研究合著者、葡萄牙波爾圖大學天體物理學中心的天體物理學家努諾·桑托斯和他的同事從HARPS調查中獲取了133顆溫度與太陽大致相同的恆星的化學丰度資料(這些資料來自精確的光譜),其中30顆已知擁有行星。(他們還向該群體添加了二十多顆其他恆星,以增加樣本量。)絕大多數擁有行星的恆星鋰含量都過度不足,而大多數“單”恆星僅部分不足。在最接近太陽溫度的84顆恆星的子集中,這種相關性甚至更強。

研究人員懷疑,軌道行星的存在可能會增加宿主恆星中的對流混合,從而將鋰推入更熱的區域,在那裡,核反應會將這種輕元素消耗為燃料。“我們知道,恆星中鋰的不足取決於恆星的歷史,以及它在其歷史中的旋轉方式,”桑托斯說。“行星的存在或形成可能會改變恆星的這種旋轉歷史。”

但是,鋰不足的恆星是否可能更容易形成行星?桑托斯說,不太可能。“我不認為這是原因,因為實際上鋰不應該在行星形成中發揮任何作用,”他說。“鋰的含量非常少,因此鋰本身影響行星形成是不可接受的。我們的想法是,事情是反過來的。透過某種過程,行星形成過程正在影響恆星大氣中鋰的不足。”

無論原因是什麼,簡單的鋰測量——結合恆星質量和其他化學丰度等特徵——可能有助於未來的系外行星獵人在確定最有可能孕育行星的恆星方面。

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