Астрономы установили, как формирование планет-гигантов влияет на химический состав родительских звезд

Разность в содержании химических элементов у компонентов системы 16 Cyg с планетой вокруг компонента В и у компонентов системы HD 219542 без планет. Средние значения разности по всем химическим элементам представлены сплошными линиями, а диапазон ошибок — штриховыми линиями.

Ученые проверили новый метод поиска планет, обращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца. Они допустили возможность влияния планет на химический состав поверхностного слоя (атмосферы) родительской звезды. Такой подход опирается на обнаруженную ранее разницу в химическом составе атмосферы Солнца и звезд — аналогов Солнца, но не имеющих планет. Исследования показали, что формирование планет-гигантов не влияет на химический состав родительских звезд.

Работу провели сотрудники Института астрономии РАН (ИНАСАН, Москва). Исследование поддержало Минобрнауки России.

«В основе метода — спектроскопический дифференциальный анализ. Он позволил определить содержание химических элементов космических объектов с точностью до 1,5%. Это в три раза эффективнее, чем при стандартном анализе химического состава солнечной атмосферы. Разработанную методику мы опробовали для исследования химического состава двух двойных звездных систем: 16 Cyg, в которой обнаружена планета-гигант, и HD 219542 — звезда без планеты, или она еще не обнаружена. Наши исследования показали, что химический состав компонентов этих звездных систем различий не имеет», — сообщила ведущий научный сотрудник ИНАСАН Татьяна Рябчикова.

Звездная система 16 Cyg находится примерно в 70 световых годах от Земли в направлении созвездия Лебедя. Она состоит из двух похожих на Солнце желтых карликов и тусклого красного карлика. HD 219542 находится в 176 световых годах от Земли в направлении созвездия Рыб.

Как пояснили в ИНАСАН, наиболее подходящими объектами для тестирования метода являются системы из двух звезд, у одной из которых есть экзопланета, а у другой нет. Важно, чтобы обе звезды образовались из одного облака и имели одинаковый первоначальный химический состав. Если в дальнейшем появляется разница в содержании отдельных химических элементов, то это говорит либо о том, что часть металлов была израсходована на строительство планеты земного типа, либо о падении планет на звезду.

Поиск и изучение планет, обращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца, является важнейшей астрофизической задачей. С ее помощью астрономы планируют разгадать тайны происхождения жизни. К настоящему времени планеты обнаружены у нескольких тысяч звезд. В работе ученые обычно используют сложнейшие методы, основанные на измерениях скоростей движения звезд и кривых изменения их блеска.

Сотрудники ИНАСАН продолжают искать новые планеты-гиганты, в планах — расширить методы исследований.

Результаты работы опубликованы в одном из международных изданий.