天文学家称太阳可能在数十亿年前吞噬了超级地球 – BigGo财经

数十亿年前，年轻的太阳可能吞噬了一颗质量为地球五到十倍的岩石行星，留下了一种化学特征，这可能最终解释了太阳物理学中最古老的谜题之一。

《天文学会月刊》上发表的一项新研究表明，被归类为超级地球的被吃掉的世界在我们的恒星内部留下了永久的化学足迹。这些发现为两个不同的谜团提供了一个可能的解释：为什么标准太阳模型与太阳内部结构的观测结果不相符，以及为什么太阳表面的锂含量比类似恒星少得多。

土耳其爱琴海大学的天文学家、该研究的唯一作者穆特鲁·伊尔迪兹 (Mutlu Yildiz) 表示，计算结果表明，一颗被吞噬的行星具有一个特定的、意想不到的质量范围。他在一份声明中说：“我们认为行星吸积可能会影响太阳结构，但我们没想到这些估计会集中在如此特定的极端地球质量范围内。” “这是这项研究中最有趣的结果之一。”

两个谜团，一个假设

这项研究源于太阳物理学中两个尚未解决的争议。传统的恒星演化模型长期以来一直在努力重现太阳内部的日震测量结果，包括对流区以下的声速结构、恒星核心和大气之间热量升降的湍流外层，以及该区域的深度（日震测量位于地表以下），估计约为 200 km20。同时，观测表明，与相同大小和年龄的其他恒星相比，太阳表面的锂含量非常低。

锂是一种由三个质子组成的元素，必定是恒星演化的第一批产物之一。几十年来，它相对不存在于太阳，一直困扰着天文学家。

伊尔迪兹想知道这两个问题在太阳的早期化学历史中是否有共同的起源。他说：“由于行星的构成材料在化学上与盘中的气体不同，我们想知道行星的过早塌缩是否会在年轻的太阳中留下化学特征。”

为了测试这个想法，研究人员使用了一个名为“恒星天体物理学实验模块”（MESA）的开源恒星演化代码，构建了一系列具有不同吸积历史的太阳模型。每个模型都模拟了年轻的太阳如何随着时间的推移收集物质以及它在形成期间吃的物质。该研究还考虑了对相同差异的替代解释，检查了状态方程、透明度以及湍流和对流混合规定的变化。

最符合当前观测结果的模型涉及超大质量行星地球的消耗。根据该报告，该场景还复制了已知的太阳内部结构及其耗尽的锂水平的测量结果。

该模型还解决了一个明显的问题：撞击恒星的行星在到达恒星之前必须解体。根据这项研究，一个已经被剥夺了任何气体包层的致密岩石世界将非常致密，以至于太阳的潮汐会将其撕裂，而不是撕裂它的外部，并且它能够穿过外层，同时损失很少的质量。这一发现超出了太阳范围。如果行星能够基本完好地到达其主恒星的内部，那么在行星本身消失很久之后，天坑的化学指纹就可以被读取。

证据可以隐藏的地方

如果假设正确，熔融的行星物质将沉积在太阳对流区下方的某个地方。数十亿年来，进入的岩石在整个恒星内部混合并溶解，但化学特征可能以当前和未来仪器可以检测到的微妙方式保留下来。

▲ 太阳的内层。对流区延伸至可见表面以下约 200,000 公里，其下方的对流层（位于辐射区及其周围）融化了被年轻太阳吞噬的物质。地震学通过追踪穿过这些深度的声波来绘制这些深度的地图。 （照片：美国宇航局，公共领域）

耶尔迪兹说：“通过对太阳的演化进行建模，并将结果与​​对其内部的准确观测结果进行比较，我们发现超级地球的入侵可以解释标准太阳模型和观测结果之间长期存在的差异，包括太阳内部结构的微妙变化及其锂丰度的减少。”

这个场景还为另一个宇宙问题提供了可能的答案：为什么超级地球在其他恒星周围很常见，但在我们的太阳系中却不常见。 2018 年对开普勒太空望远镜数据的分析得出的结论是，大约 30% 的类太阳恒星位于超级地球附近。我们的太阳系没有。

我们以这种方式失去一个人的想法并不新鲜。 2016年，天文学家斯蒂芬·马丁和马里奥·利维奥提出，一个或多个超级地球在水星轨道内形成，并通过气盘向内移动，可能落入年轻的太阳。他们的工作为崩溃建立了一条看似合理的路径，但并不要求它确实发生。新报纸开始询问《太阳报》本人是否仍然有证据证明他做到了这一点。

如果年轻的太阳真的在其历史早期吞没了一个超级地球，那么失踪的行星类别可能有一个简单的解释：它曾经在那里，然后又不存在了。