Når stjerner spiser deres planeter, kan blodbadet ses milliarder af år senere

Langt de fleste stjerner har planeter. Det ved vi fra observationer af exoplanetariske systemer. Vi ved også, at nogle stjerner ikke har planeter, og måske har de aldrig haft planeter. Dette rejser et interessant spørgsmål. Antag, at vi ser en gammel stjerne, der ikke har nogen planeter. Hvordan ved vi, om nogensinde gjorde det? Måske mistede stjernen sine planeter, da en anden stjerne nærmede sig tæt på, eller måske spirerede planeterne indad og blev fortæret som Chronos, der spiste sine børn. Hvordan kunne vi overhovedet fortælle det? En nylig undersøgelse af arXiv besvarer halvdelen af ​​det spørgsmål.

Det hele kommer ned til et mærkeligt lille element kendt som lithium.

Lithium er det tredje grundstof i det periodiske system. Selvom de fleste af atomerne dannet under Big Bang var brint og helium, blev der dannet spormængder af lithium fra Big Bang. Omkring et atom ud af ti milliarder, så den nuværende model går. Men det viser sig, at der er mindre lithium i universet, end du ville forvente. Det skyldes, at mens andre grundstoffer såsom kulstof, ilt og jern skabes i store stjerners hjerter, ødelægges lithium. Det er en effekt kendt som lithiumbrænding, og det betyder, at ældre stjerner typisk ikke har meget lithium til stede i deres atmosfære.

Astronomer bruger denne effekt til at skelne mellem brune dværge med høj masse og stjerner med lav masse. Hvis der er masser af lithium til stede i atmosfæren, så sker der ikke fusion, og det er en brun dværg. Ikke meget lithium, og du har en stjerne. Men nogle stjerner har atmosfærisk lithium. De er tydeligvis store nok og varme nok til at gennemgå fusion, og de har ikke brændt lithium ud af deres atmosfære. Så hvad giver?

Den almindelige hypotese har været, at disse usædvanlige stjerner skal gennemgå en usædvanlig intern blanding, der på en eller anden måde forhindrer lithium i at blive cyklet ind i stjernens indre, hvor det kan forbruges. Denne seneste undersøgelse foreslår et alternativ. Måske disse stjerner tilfældigvis konsumerede deres unge planeter i stedet for.

Da planeter ikke forbrænder lithium, når en planet bliver spist af en stjerne, tilsættes dens lithium til stjernens blanding. Holdet simulerede, hvordan det tilføjede lithium ville opføre sig i en stjernes indre, og hvor lang tid det ville tage at falme fra stjernens øverste lag. De fandt ud af, at mindre røde dværgstjerner er ret effektive til at brænde det nye lithium. Because a small star has large convection zones that mix its interior really well, within a few hundred million years the new lithium is depleted. But for larger, more sun-like stars, lithium can hang around for billions of years. Long after a planet is consumed, its lithium is still present in the stellar atmosphere.

So if we see an old sun-like star with lithium in its atmosphere, it's quite possible it once had planets. Stellar lithium seems to be a good sign of a sated star after a planetary meal. + Udforsk yderligere

Study reveals secret life of lithium in Sun-like stars