Ученые предложили объяснение сразу нескольких особенностей Солнца, которые плохо согласуются со стандартными моделями его эволюции. Согласно новой гипотезе, на раннем этапе существования звезда могла поглотить планету массой в пять–десять Земель. Если это действительно произошло, химический и структурный след такого столкновения может до сих пор сохраняться глубоко внутри Солнца.

Исследование опубликовано 10 сентября в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Планета могла упасть в молодое Солнце

Как рассказывает Space.com, суперземли — планеты, превосходящие Землю по массе, — довольно распространены в других планетных системах. При этом в Солнечной системе такого мира нет: между Землей и более крупными планетами нет объекта подобного типа.

Исследователи из Университета Эге в Турции предположили, что объяснение может скрываться в ранней истории Солнца.

Когда звезды вроде нашего Солнца только формируются, их окружает протопланетный диск — плоское облако газа и пыли, из которого впоследствии возникают планеты. Материал может перемещаться между диском и молодой звездой, а формирующиеся планеты — менять свои орбиты.

По одной из предыдущих гипотез, в непосредственной близости от молодого Солнца могла сформироваться одна или несколько суперземель. Впоследствии такая планета могла постепенно приблизиться к звезде и в итоге столкнуться с ней.

Новое исследование посвящено уже другому вопросу: если такая планета действительно упала в Солнце, можно ли найти ее следы спустя миллиарды лет?

Следы могли остаться в недрах звезды

Чтобы проверить эту идею, ученые использовали компьютерные модели эволюции звезд и смоделировали различные сценарии поглощения планеты Солнцем.

Наилучшее соответствие современным характеристикам звезды дала модель, в которой Солнце поглотило планету массой примерно от пяти до десяти масс Земли — то есть суперземлю.

Такое событие, по мнению авторов работы, могло оставить химический отпечаток внутри звезды. Планеты формируются из материала, химически отличающегося от вещества, из которого состоит газ вокруг молодой звезды. Поэтому после поглощения часть этого материала могла изменить состав солнечных недр и повлиять на дальнейшую эволюцию Солнца.

Исследователи связывают гипотезу сразу с несколькими особенностями звезды, которые остаются не до конца объясненными стандартными моделями. Среди них — глубина конвективной зоны Солнца и структура скорости распространения звука непосредственно под ней.

Еще одна загадка связана с литием. На поверхности Солнца этого элемента меньше, чем предсказывают некоторые модели его эволюции. Поглощение планеты, считают ученые, могло бы помочь объяснить и эту особенность.

Солнце могло сохранить «отпечаток» поглощенной планеты

Авторы исследования отмечают, что сами не ожидали получить настолько конкретный диапазон массы планеты. Однако расчеты показали, что именно суперземля массой в пять–десять раз больше Земли лучше всего согласуется с нынешними характеристиками Солнца.

При этом ученые не утверждают, что нашли доказательство существования такой планеты. Их вывод основан на компьютерном моделировании и попытке объяснить особенности Солнца, которые пока не удается полностью согласовать со стандартными расчетами.

Более того, модель не требует, чтобы планета обязательно была полностью поглощена звездой. Поэтому существуют и другие возможные объяснения наблюдаемым характеристикам Солнца.

Тем не менее исследователи считают, что если планета действительно была поглощена, ее последствия могут быть обнаружимы и сегодня. Речь идет не о сохранившемся внутри Солнца «осколке» чужого мира, а о более тонком химическом и структурном следе, который мог повлиять на внутреннее устройство звезды.

Ответ может скрываться в самом Солнце

Следующим этапом ученые хотят проверить, можно ли независимо обнаружить предсказанные моделью признаки поглощения планеты.

Это делает гипотезу проверяемой: если необходимые химические и структурные особенности действительно присутствуют в солнечных недрах, они могут поддержать сценарий древнего столкновения. Если же наблюдения не подтвердят предсказания модели, искать объяснение особенностям Солнца придется в других процессах.

Пока история о поглощенной суперземле остается гипотезой. Но она предлагает интересный ответ на вопрос, который возникает при сравнении Солнечной системы с другими планетными системами: почему у нас нет суперземли, хотя такие планеты часто встречаются у других звезд.

Возможно, одна из них когда-то существовала и находилась примерно там, где сегодня расположена ближайшая к Солнцу планета. А затем ее орбита изменилась настолько, что сама планета стала частью звезды. Если будущие наблюдения обнаружат предсказанные «отпечатки», это станет свидетельством того, что Солнце действительно могло поглотить целый мир еще до того, как окончательно сформировалась знакомая нам Солнечная система.