Kosmiczny kanibalizm
Słońcopodobna gwiazda znajdująca się w naszej galaktyce pożarła już kilkanaście swoich skalistych planet wewnętrznych. Astronomowie nadali jej nazwę Kronos – po mitycznym tytanie, który zasłynął z pożerania własnych dzieci.
Nasze Słońce przez ostatnie miliardy lat było całkiem łaskawe dla Ziemi. Mamy sporadyczne burze słoneczne i pewne odchylenia od idealnych temperatur, ale ogólnie rzecz biorąc, cieszymy się z względnie wspierającej gwiazdy macierzystej. Takim wsparciem nie cieszą się natomiast planety, które krążą wokół gwiazdy Kronos (HD 240430) położonej około 350 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Kasjopei.
15 września 2017 roku zespół astronomów z Princeton opublikował artykuł w serwisie preprintowym arXiv.org, w którym stwierdzili, że gwiazda Kronos pochłonęła kilkanaście skalistych planet wewnętrznych w ciągu 4 miliardów lat swojego istnienia. Natomiast jego towarzyszowi (Kronos tworzy układ binarny z inną gwiazdą), gwieździe Krios (HD 240429), udało się uniknąć pochłaniania własnych planet. Dlaczego tak się stało?
Główna autorka raportu, Semyeong Oh, wyjaśniła, że Kronos – nazwany na cześć mitologicznego greckiego tytana, który zjadł własne dzieci – jest jeden z najbardziej niesamowitych przykładów kosmicznego „kanibalizmu” i przykładem, że gwiazda podobna do Słońca może pochłaniać własne planety.
Początkowo Semyeong Oh i jej zespół nie szukali gwiazdy pochłaniającej własne planety oraz jej bliźniaka. Wykorzystano nowe gwiezdne dane zebrane przez sondę kosmiczną Gaia należącą do Europejskiej Agencji Kosmicznej, aby po prostu zidentyfikować poruszające się wokół siebie gwiazdy, które uformowały się razem z tych samych materiałów i w tym samym czasie. Naukowcy porównali obie gwiazdy i wówczas okazało się, że mają bardzo różny skład chemiczny. Kronos i Krios mają wprawdzie mniej więcej taką samą ilość pierwiastków lotnych – tych, które zwykle znajdują się w formie gazowej, to jednak Kronos ma zaskakująco dużą ilość minerałów tworzących skały, takich jak żelazo, aluminium, krzem i magnez. Według Oh, większość gwiazd, które są tak bogate w metale jak Kronos, ma wszystkie inne elementy uwydatnione na podobnym poziomie, natomiast Kronos ma znacząco mniej elementów lotnych, co czyni go naprawdę dziwnym na tle innych gwiazd.
Po sprawdzeniu, czy dane są dokładne, zespół postanowił ustalić, co spowodowało tę rozbieżność w składzie pomiędzy Kronosem i Kriosem. Czy gwiazdy mogły uformować swoje dyski planetarne w różnym czasie? Mało prawdopodobne, biorąc pod uwagę ich wiek. Może dwie gwiazdy nie zawsze obracały się wokół siebie i w pewnym momencie wymieniły się partnerem? Oh wykonała proste obliczenia, żeby obalić tę teorię. Obliczyła skład chemiczny jako funkcję temperatury kondensacji, czyli temperatury, w której substancje lotne tworzą ciała stałe. Szybko zauważyła, że Kronosowi brakuje każdego pierwiastka, który zestala się poniżej 926,67 stopni Celsjusza, podczas gdy jest bogaty w elementy, które w wyższych temperaturach tworzą ciała stałe.
Wszystkie elementy składające się na skalistą planetę są dokładnie tymi elementami, które wchodzą w skład Kronosa, podczas gdy elementy lotne nie są zwiększone. To wszystko stanowi silny argument za scenariuszem, w którym planety zostały pochłonięte przez swoją macierzystą gwiazdę. Naukowcy obliczyli, że aby Kronos był tak bogaty w metal, a jednocześnie uboższy w substancje lotnych, gwiazda musiałaby „pożreć” około 15 planet wielkości Ziemi.
Adrian Price-Whelan, współautor artykułu, zwrócił uwagę, że ich badania wyraźnie wskazują na planety skaliste, gdyż wchłonięcie przez gwiazdę planet gazowych nie dałoby takich samych wyników. Gdyby przykładowo wrzucić Jowisza, czyli gazowego giganta, do gwiazdy, to wówczas doszłoby do wyraźnego zwiększenia poziomu węgla i azotu, czyli substancji lotnych.
Chociaż dokładny proces, który doprowadził Kronosa do pożarcia jego wewnętrznych planet nie jest znany, Oh i jej koledzy mają pewne teorie. Według wiodącej z nich Kronos i Krios kiedyś przeleciały zbyt blisko innej gwiazdy, która rozciągnęła orbity zewnętrznych planet Kronosa, co zdestabilizowało cały układ planetarny. W wyniku tego wewnętrze planety wpadły na spiralną orbitę śmierci i zostały wchłonięte przez macierzystą gwiazdę. Ich teoria zakłada jednak, że Krios uniknął podobnego losu. Ale biorąc pod uwagę, że bliźniacze gwiazdy są tak odległe od siebie, że okrążają się nawzajem raz na 10 000 lat, jest to całkowicie możliwe. Obecnie naukowcy poszukują planet na obrzeżach tego systemu gwiezdnego, które teoretycznie mogły przeżyć ten kataklizm. Ich odkrycie potwierdziłoby teorię zespołu badawczego.
Opracowano na podstawie:
Kronos: The eater of planets
