W ostatnich latach astronomowie nauczyli się mierzyć zawartość metali w gwiazdach z niezwykłą precyzją. Szybko stało się jasne, że nawet gwiazdy z tego samego obłoku molekularnego wykazują znaczne różnice w składzie chemicznym, co można wytłumaczyć jedynie zanieczyszczeniem ze źródeł zewnętrznych. Takim źródłem nazwano planety podobne do Ziemi o ultrakrótkich orbitach, co zostało udowodnione za pomocą modeli.
Powiązane gwiazdy rodzą się w tym samym gigantycznym obłoku molekularnym (GMC), chociaż niekoniecznie są to układy podwójne. Oczekuje się, że takie gwiazdy będą miały bardzo podobne metaliczność, chociaż żaden obłok GMC nie jest całkowicie jednolity, a pomiędzy gwiazdami powstającymi we wspólnym obszarze gwiazdotwórczym powszechne są niewielkie różnice. Jeżeli jednak różnice są mimo to zauważalne, musi istnieć jakieś inne wyjaśnienie tego zjawiska.
Nowe badanie, zatytułowane „Zanieczyszczenie metalami gwiazd podobnych do Słońca w wyniku ultrakrótkich okresowych rozpadów planetarnych” sugeruje, że źródłem wykrywanych rozbieżności są planety skaliste. Autorami są naukowcy z Northwestern University i Cornell University. Badanie zostało przesłane na stronę arxiv.org i przesłane do sieci czasopism AAS.
Egzoplanety z ultrakrótkimi okresami (USP) krążą wokół swoich gwiazd bardzo blisko i zazwyczaj okrążają je w ciągu zaledwie kilku godzin. Mają skład podobny do Ziemi i rzadko mają promień większy niż dwukrotnie większy od Ziemi. Ich pochodzenie nie jest do końca jasne. Mogły powstać dalej, a następnie migrować bliżej swojej gwiazdy, lub mogły być pozostałością znacznie większych planet, które utraciły atmosferę w wyniku promieniowania gwiazdowego.
Jednym z problemów jest to, że planety klasy USP znajdują się w około 0,5% gwiazd podobnych do Słońca. Z drugiej strony, biorąc pod uwagę różnice w metaliczności gwiazd „z tego samego koszyka”, takie planety mogą po prostu szybko zostać wchłonięte przez swoje gwiazdy i w związku z tym zanieczyścić je metalami.
„Egzoplanety krótkookresowe są potencjalnie podatne na zakłócenia pływowe i absorpcję przez gwiazdy macierzyste” – piszą autorzy. Badania pokazują, że od 3% do 30% gwiazd ciągu głównego podobnych do Słońca (FGK) pochłonęło skaliste planety o masach od 1 do 10 mas Ziemi.
Autorzy opracowali model umożliwiający przewidywanie liczby wyprodukowanych USP i czasu potrzebnego na ich wykorzystanie. Proponowany model może odtworzyć zarówno zaobserwowane niskie występowanie USP w gwiazdach podobnych do Słońca, jak i ich metaliczność wynikającą z zanieczyszczeń. Model pokazuje, że absorpcja najczęściej zachodzi w zwartych układach wieloplanetarnych i często ma to miejsce podczas migracji planet podczas przejścia z bardziej wydłużonej orbity na bliższą kołową. Ogólnie rzecz biorąc, model przewiduje, że planeta zostanie pochłonięta przez gwiazdę w okresie od 100 milionów do 1 miliarda lat po jej powstaniu.
