Ученые исследовали двойные системы звезд, которые достаточно тесные и имеют собственные планеты. В них возникает особый случай задачи трех тел, который может приводить к тому, что планеты врезаются в собственные звезды. Ученые выяснили, как часто это происходит.
Задача трех тел
Насколько стабильны планетарные системы? Всегда ли Земля и семь других планет Солнечной системы будут продолжать двигаться своими стабильными небесными путями? Возможно ли, что одна из них будет выброшена из системы или врежется в Солнце?
Физики понимают правила, которые управляют орбитами двух небесных тел, но как только добавляется третье, динамика становится намного сложнее. Возникают непредсказуемые нестабильности, в которых объект может быть случайно выброшен в космос или упасть на свою материнскую звезду. Так называемая проблема трех тел беспокоила ученых на протяжении веков. Одним из препятствий на пути к ее пониманию было то, что мы сравнительно мало знаем, насколько часто в космосе возникают такие ситуации.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, группа ученых попыталась немного разобраться в этом вопросе. Исследуя ближайшие звезды, они обнаружили, что каждая десятая их пара могла «проглотить» свою планету. Так могло произойти из-за колебаний, возникших вследствие взаимодействия многих тел.
Изучение звезд-близнецов
Исследование показало, что по крайней мере 8 процентов пар звезд в выборке демонстрируют химические аномалии, указывающие на то, что одна из них поглотила материал планеты, которая когда-то вращалась вокруг нее. Обнаружить это было непросто из-за слабости этих признаков в спектре. Именно поэтому ученые сконцентрировались на парах одинаковых звезд, которые должны были быть полностью идентичными.
Такой подход может устранить запутывающие факторы, подобно тому, как исследования близнецов иногда используют в социологических или медицинских исследованиях. Команда ученых собрала выборку спектроскопических данных из 91 пары звезд-близнецов — во много раз большую, чем аналогичные исследования, проведенные в прошлом.
Астрономы обнаружили, что некоторые звезды отличаются от своих близнецов, демонстрируя четкий химический состав с большим содержанием определенных элементов, таких как железо, никель и титан, по сравнению с другими, такими как углерод и кислород. Эти различия являются весомым доказательством того, что звезда проглотила планету.
Планеты падают на звезды достаточно часто
Если материнская звезда поглощает одного или более членов планетной системы, это означает, что в динамике системы должна была возникнуть определенная нестабильность. Моделирование показывает, что такие ситуации могут быть распространенными в начале жизни планетной системы — первые 100 млн лет или около того. Однако любые следы планет, поглощенных в этот ранний период, нельзя было бы обнаружить в наблюдаемых нами звездах, возраст которых составляет миллиарды лет.
Это свидетельствует о том, что химические аномалии, которые ученые наблюдали, были вызваны более поздними нестабильностями, заставившими звезды поглотить некоторые планеты или планетарный материал.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
