Звёзды состоят почти на 98% из водорода и гелия, которые являются топливом для ядерных реакций, производящих тепло и свет. Но также они могут содержать вкрапления других элементов на поверхности. Анализ звёздного света позволяет астрономам определить, какие элементы присутствуют в звёздной системе. Последнее, в свою очередь, помогает понять, какого рода планеты располагаются в этой системе.
Чтобы узнать больше, Кейван Стэссан (Keivan Stassun) из университета Вандербильта и его коллеги использовали телескопы обсерватории Лас-Кампанас (Las Campanas Observatory), чтобы взглянуть на системы, содержащие подобные Солнцу звёзды под названием HD 20781 и HD 20782.
Эти две карликовые звезды G-класса (жёлтые карлики) образовались из одного облака пыли и газа, то есть изначально имели одинаковый химический состав. Теоретически любые различия в их излучении должны быть обусловлены планетами на их орбитах. Изначально о них было известно лишь то, что одна из звёзд имеет в своей системе две планеты массой как у Нептуна, а другая − планету типа Юпитера, движущаяся по достаточно эксцентрической орбите.
Трей Мак (Trey Mack), аспирант-астроном, разработал модель, которая помогает рассчитать, какое влияние оказывают на состав звезды пожираемые планеты. В качестве экспериментального материала он взял HD 20781 и HD 20782. Так как эти бинарные звёзды стали главами двух абсолютно неидентичных систем, их можно назвать идеальными объектами для исследования.
Команда проанализировала показатели 15 элементов в составе обеих звёзд, в том числе алюминия, кремния, кальция и железа, которые содержатся в строительных блоках планет земного типа. Все эти элементы тяжелее водорода.
Оказалось, что в составе HD 20781 и HD 20782 уровни этих элементов значительно превышают уровни нашего Солнца. Видимо, они впитали большие материалы земного типа. По оценкам, первая звезда поглотила до 20 земных масс, а вторая − около 10. Также обнаружился достаточно неожиданный факт: чем выше температура плавления какого-либо элемента на Земле, тем больше концентрация этого элемента в составе звезды.
Исходя из этих данных, астрономы ввели даже специальное понятие "металличность звезды".
"Трей показал, что с помощью модели мы можем рассмотреть химическую подпись звезды в деталях, элемент за элементом, и определить, как эта подпись обусловлена "потреблением в пищу" планет земного типа", – рассказывает Стэссан.
"Представьте себе, что вокруг звезды сформировались подобные Земле планеты, а также газовые гиганты вроде Юпитера, – говорит Мак. – Скалистые планеты формируются в областях близко к звезде, где температуры достаточно высоки, а газовые гиганты, наоборот, образуются там, где холодно − во внешней части планетной системы. Однако после того, как газовые гиганты полностью формируются, они начинают мигрировать внутрь. Их гравитация при этом тянет к внешнему краю скалистые миры. При определённых условиях это может спровоцировать поглощение звездой скалистой планеты. Если звезда получает достаточное количество планет, это изменяет её химическую подпись. И эти перемены мы можем обнаружить".
Следуя этой логике, маловероятно, что кто-то из бинарных близнецов обладает планетами земной группы. Одна из звёзд в своей системе располагает двумя планетами размером с Нептун. Они находятся очень близко, на расстоянии, соизмеримым с третью расстояния между Землёй и Солнцем. У другого светила планета с Юпитер проводит много времени в дальних пределах планетной системы, но благодаря своей эксцентрической орбите иногда приближается очень близко к звезде. Астрономы предполагают, что первая звезда поглотила больше "земного" материала, так как два её Нептуна попросту работали эффективнее и столкнули похожих на Землю "сестёр" на светило.
Общий вывод исследования таков: рассмотрев химическую подпись жёлтых карликов, астрономы могут сделать вывод, насколько сильно их планетные системы отличаются от наших и есть ли в их составе подобные Земле миры.
Подробности исследования были опубликованы в издании The Astrophysical Journal.
Также по теме:
Обнаружена раскалённая копия Земли
У каждого красного карлика есть хотя бы одна планета
Двойник Земли в обитаемой зоне оказался потенциально пригоден для жизни
За пределами Солнечной системы найдены 715 новых планет
У соседней звезды может быть райская планета
Найдена слишком далёкая от своей звезды гигантская планета | 
