太陽系能平靜成長多幸運?研究:25% 類太陽恆星會吃掉自家行星

作者 | 發布日期 2021 年 09 月 01 日 15:47 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


行星誕生自恆星周遭的物質,但最近新研究指出,宇宙至少有四分之一類太陽恆星會在行星誕生後不久回收吞掉它們,這些都更顯示太陽系與地球既平凡、又不平凡的關係。

太陽系有多罕見?自 30 年前首度發現也有系外行星會圍繞太陽以外的恆星運轉以來,我們知道銀河系不少恆星也都有行星系統,然而它們與太陽系有很多不同之處。

首先,太陽系 8 顆行星皆以穩定且近乎圓形的軌道繞太陽旋轉,這說明行星形成以來,軌道就沒有太大變化,然而觀察其他行星系統,會發現多數經歷相當混亂的過去,也許太陽系相對平靜的成長史是讓地球生命繁衍的原因之一,尋找可能孕育生命的系外行星時,如果我們有辦法判斷有類似成長經驗的行星系統,就可以縮小目標範圍。

其次,銀河系約 75% 恆星都屬於 M 型主序星(紅矮星),比太陽更小也更冷,壽命更長,但太陽為 G 型主序星(黃矮星),銀河系僅 7% 恆星屬於 G 型星。現在天文學家還發現,宇宙有 20%~35% 類太陽恆星會在生命某刻吞噬自己的行星。

岩石行星富含鐵、矽和鈦等重元素,恆星則主要含較輕物質如氫、氦、氧、碳。當行星被吞噬時,重元素落在恆星外層,會在後者光譜留下明顯的吸收特徵,假如一顆恆星異常富含鐵但不含碳、氧等其他元素,便可解釋為吞噬行星。

義大利國家天文物理研究所團隊檢查 107 個由類太陽恆星組成的雙星系統,照理說雙星系統 2 顆恆星的化學組成應該差不多,然而研究人員發現,其中 33 個系統有某顆恆星比伴星更富含鐵;其次,富含鐵的恆星也比伴星含更多鋰,通常鋰元素會在恆星生命週期逐漸消失(如太陽和地球的組成元素高度相似,但太陽鋰含量比地球低 100 倍),在恆星檢測到異常高的鋰含量必定有異。

第三,這些恆星的含鐵量甚至比銀河系其他類太陽恆星含鐵量更高,種種化學差異都可說明這些恆星吞了自己的行星。

類似太陽的 G 型星數量已經不多,偏偏還有至少四分之一系統的環境混亂不堪,行星就算出生都不一定能平安長大,這也讓平靜成長的太陽系顯得越發難能可貴。儘管以銀河系恆星數量來說,星系內有數百萬顆恆星與太陽相似,但如果沒有合適篩選方法,想找出地球 2.0 依然像大海撈針。

新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖為示意圖,來源:NASA