太陽内部の「指紋」が、かつて惑星を飲み込んだかどうかを明らかにする可能性

アーティストによる、恒星が惑星を飲み込む様子の想像図。青い線は、惑星が恒星に向かって螺旋を描き、最終的に衝突するまでの軌跡を示しています。クレジット：NASA、ESA、CSA、Ralf Crawford (STScI)ライセンスタイプ：表示（CC BY 4.0） 太陽は、その歴史の初期にスーパーアースサイズの惑星を飲み込んだと考えられています。 今回、新たな研究は、そのような出来事が、今日でも観測可能な検出可能な手がかりを私たちの恒星の内部に残した可能性があると示唆することで、一歩進みました。 この、現在の太陽内部における測定可能なシグネチャ、または「指紋」という考えは、Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに本日掲載された研究によって探求されました。 トルコのEge大学のMutlu Yildiz教授は、「私たちの新しい研究は、地球の数倍の質量を持つ惑星が若い太陽に落下し、その内部深くに永続的な化学的痕跡を残した可能性を示唆しています」と述べています。 「太陽の進化をモデル化し、その結果を内部の精密な観測と比較することで、スーパーアースの取り込みが、太陽の内部構造の微妙な変化やリチウム量の減少を含む、標準的な太陽モデルと観測との間の長年の食い違いを説明するのに役立つことがわかりました。」 研究者たちはまた、そのような天体が、質量の損失をほとんどせずに太陽の外層を通過できることを発見しました。これは、惑星が消滅した後も、その母星の内部に検出可能な指紋を残す可能性があることを示唆しています。 長年にわたり、恒星進化の標準物理学に基づいた太陽モデルは、いくつかのヘリオセイシュモロジー（日震学）観測、特に対流層のすぐ下の音速構造と太陽対流層の深さを同時に再現するのに苦労してきました。 同時に、太陽はその表面でリチウムの強い、よく知られた枯渇を示しています。 「これらの問題が、太陽の初期の化学的歴史に共通の原因を持つのではないかと興味を持ちました」とYildiz教授は説明しました。 「若い恒星は、円盤から恒星への大量の物質移動が可能な原始惑星系円盤に囲まれています。」 「惑星は円盤のガスとは化学的に異なる物質でできているため、初期の惑星の取り込みが若い太陽の内部に化学的痕跡を残したのではないかと考えました。」 研究者たちは、このアイデアをテストするためにMESA恒星進化コードを使用しました。彼らは異なる降着履歴を検討し、結果として得られた太陽モデルをヘリオセイシュモロジーの制約と表面の元素量と比較し、同時に状態方程式、不透明度、乱流および対流混合の異なる処方を含む代替説明をテストしました。 彼らの結果は、若い太陽が約5〜10地球質量のスーパーアースを取り込んだシナリオを支持しています。 重要なことに、彼らのモデリングは単一のパズルを説明するだけでなく、太陽の内部観測や異常に低いリチウム量を含む、複数の独立した太陽の測定値と同時に一致しました。 「惑星の取り込みが太陽の構造に影響を与えるかもしれないと思いましたが、計算がこのような特定のスーパーアース質量範囲に収束するとは予想していませんでした」とYildiz教授は述べました。「それは研究の最も興味深い成果の一つでした。」 彼は、太陽が惑星を飲み込んだことを決定的に証明することはできないかもしれないが、予測された構造的および化学的シグネチャがヘリオセイシュモロジーまたは他の観測によって独立して特定できれば、数十億年前にそのような出来事が起こったことの強力な証拠を提供すると付け加えました。 天文学者は長年、なぜ他の多くの恒星系には大きなスーパーアースが見られるのに、私たちの系にはないのか不思議に思ってきました。 この新しい研究は、10年前のMartin & Livio (2016) による研究を引用しており、それによると、1つ以上のスーパーアースが水星の軌道の内側に形成され、ガス円盤を通って内側に移動し、若い太陽に落下した可能性があると示唆されています。 しかし、この研究は取り込みイベントの理論的な経路を提供しましたが、最終的にそのような惑星が私たちの恒星に飲み込まれることを必要とはしませんでした。 「以前の研究では、スーパーアースが形成され、若い太陽に移動した可能性が提案されました。私たちの論文は、太陽自体がそのような取り込みが実際に起こったという観測可能な証拠をまだ保持している可能性があるかどうかを問うており、私たちはそう信じています」とYildiz教授は結論付けました。 「次のステップは、これらの指紋が独立して検出できるかどうかを確認することです。」 おわり メディア連絡先 Sam Tonkin Royal Astronomical Society 携帯: +44 (0)7802 877 700 press@ras.ac.uk 科学連絡先 Professor Mutlu Yildiz Ege University mutlu.yildiz@ege.edu.tr 画像とキャプション 太陽に飲み込まれた キャプション: アーティストによる、恒星が惑星を飲み込む様子の想像図。青い線は、惑星が恒星に向かって螺旋を描き、最終的に衝突するまでの軌跡を示しています。クレジット: NASA、ESA、CSA、Ralf Crawford (STScI) 追加情報 論文「Planetary engulfment as a solution to solar-model discrepancies and its implications for planetary systems」M. Yildiz著、Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載。DOI: 10.1093/mnras/stag1527。 編集者への注記 Royal Astronomical Societyについて 1820年に設立されたRoyal Astronomical Society (RAS) は、天文学、太陽系科学、地球物理学、およびそれらに密接に関連する科学分野の研究を奨励・推進しています。 RASは科学会議を組織し、国際的な研究ジャーナルを発行し、メダルや賞の授与によって優れた業績を認め、広範な図書館を維持し、助成金やアウトリーチ活動を通じて教育を支援し、英国の天文学を国内外で代表しています。4,000人以上の会員（フェロー）は、3分の1が海外に居住しており、大学、天文台、研究所の研究者、天文学の歴史家などが含まれます。 RASは、編集委員会の専門家による成功した査読プロセスを経て、ジャーナルへの論文を受け入れ、出版を承認します。同会は同様の原則に基づきプレスリリースを発行しますが、その内容については組織および科学者が全責任を負います。 Instagram、Bluesky、LinkedIn、Facebook、YouTubeでRASの最新情報を入手してください。 RAS Supermassiveポッドキャストをダウンロード Sam Tonkinにより木曜日、2026年9月10日 - 08:30に提出