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
'Fingerprints' inside the Sun could reveal if it once swallowed a planet (ras.ac.uk)
要約
最新の研究によると、太陽が形成初期にスーパーアースサイズの惑星を飲み込んだ場合、その痕跡が太陽内部に検出可能な形で残っている可能性があると示唆されています。この惑星の取り込みは、標準的な太陽モデルと観測結果との間に見られる長年の食い違い、特に太陽内部の構造変化やリチウム量の減少を説明するのに役立つかもしれません。
全文翻訳
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
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、新しい研究は、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ことを示唆することで、一歩進んでいます。
この測定可能なシグネチャ、または現在の太陽内部の「指紋」という考えは、本日 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society に掲載された研究によって探求されました。
トルコのエイゲ大学のMutlu Yildiz教授は次のように述べています。「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。
「太陽の進化をモデル化し、その結果をその内部の正確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違いを説明するのに役立つことがわかります。」
研究者たちはまた、そのような世界は、質量をほとんど失うことなく太陽の外層を通過するのに耐えられ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、いくつかの日震学的な観測、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可能性があるかどうかに関心がありました」とYildiz教授は説明しました。
「若い星は原始惑星系円盤に囲まれており、そこでは大量の物質が円盤と星の間を移動できます。
「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、惑星の初期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探求し、結果として得られた太陽モデルを日震学的な制約と表面の存在量と比較し、同時に状態方程式、不透明度、および乱流および対流混合の異なる処方箋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倍の質量を持つ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はありません。それは、太陽の内部の観測とその異常に低いリチウム量を含む、太陽のいくつかの独立した測定値に同時に一致します。
「惑星の取り込みが太陽の構造に影響を与える可能性があると考えましたが、計算がそ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教授は言いました。「それは研究の最も興味深い結果の1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日震学的な観測またはその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、なぜ私たちの太陽系にはスーパーアースがないのに、他の多くの恒星系には大きなスーパーアースがあるように見えるのか、長年疑問に思ってきました。
この新しい研究は、10年前にMartin & Livio (2016) による以前の研究を引用しています。この研究では、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、ガス円盤を通過して内側に移動し、若い太陽に落下した可能性があると示唆されていました。
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、そのような惑星が最終的に私たちの恒星に飲み込まれることを必要としませんでした。
「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運んでいる可能性があるかどうかを尋ねています。そして、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。」
終わり
メディア連絡先
Sam Tonkin
王立天文学会
携帯: +44 (0)7802 877 700
科学連絡先
Mutlu Yildiz教授
エイゲ大学
画像とキャプション
キャプション: 惑星を飲み込む恒星のアーティストのイメージ。青い線は、惑星が恒星に向かって螺旋を描き、最終的に衝突する経路をたどっています。
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）が Monthly Notices of the Royal Astronomical Society に掲載されました。DOI: 10.1093/mnras/stag1527。
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