同胞雙星化學成分大不同,HD 81809 上演恆星生吞行星的「犯罪現場」

作者 | 發布日期 2026 年 06 月 14 日 0:00 | 分類 天文 , 自然科學 line share Linkedin share follow us in feedly line share
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同胞雙星化學成分大不同,HD 81809 上演恆星生吞行星的「犯罪現場」

天文學家研究一個名為 HD 81809 的特殊雙星系統時,發現兩顆理應同時誕生的恆星,竟擁有截然不同的化學組成,形成罕見的「化學悖論」。

一般而言,雙星誕生於同一個分子雲,因此元素組成通常相當接近。但在 HD 81809 系統中,其中一顆恆星的鐵含量明顯偏低,而另一顆則擁有接近太陽的金屬豐度,兩顆恆星的鐵元素含量相差約 3.7 倍,遠超過一般雙星演化模型能解釋的範圍。天文學家因此懷疑,其中一顆恆星可能曾吞噬自己的行星,改變了表面的化學組成。

HD 81809 雙星系統距離地球約 113 光年,由兩顆類似太陽的 G 型恆星組成。其中主星 HD 81809A 已演化成次巨星,另一顆 HD 81809B 則仍停留在主序星階段。研究人員從觀測資料與電腦模型推算,這個系統年齡約達 100 億年。除了鐵元素異常外,HD 81809B 還具有偏高的鋰元素含量。由於低質量老年恆星通常會在演化過程中逐漸耗盡鋰元素,因此這種高鋰元素含量現象,被視為可能曾發生行星吞噬事件的重要線索。

研究人員因此測試不同的行星吞噬情境。他們發現,如果要讓 HD 81809B 的金屬量提升至目前觀測值,恆星必須在近期吞噬約 25 至 75 個地球質量的富金屬物質,規模相當於海王星到土星之間的金屬核心總量。若吞噬事件發生在恆星年輕時期,則需要高達約 150 個地球質量的金屬,但這種情況過於極端,因此較可能是近期才發生的事件。模擬結果也顯示,這類吞噬事件不僅會提升鐵含量,也會改變碳、氧、矽、鎂等元素比例,甚至讓恆星表面溫度變得更接近實際觀測值。

不過,研究仍存在一個難題:模型預測的鋰含量往往比實際觀測高出許多。如果吞噬物質超過約 6 個地球質量,鋰元素便會過度增豐,與觀測結果不符。因此,研究團隊推測,被吞噬的天體成分可能與太陽系岩石行星不同,或在吞噬後還發生了額外的化學混合作用,將部分鋰元素帶往更深處並遭到破壞。雖然目前仍無法完全重現所有觀測特徵,但與其他假說相比,「恆星吞噬行星」仍是目前最合理的解釋。然而,若未來能進一步觀測到這顆恆星特殊的自轉或磁場活動特徵,將有機會成為它曾吞噬行星的更多證據。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:Unsplash

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