Alături de gemenii săi solari, soarele iese în evidență

BOSTON — Multe stele asemănătoare soarelui sunt clone ciudate, dar a noastră este un individ. Un studiu al gemenilor solari dezvăluie că structura chimică a soarelui este surprinzător de diferită de cea a semenilor săi din apropiere, în timp ce acele stele sunt aproape identice una cu cealaltă. Deoarece o stea și planetele sale sunt făcute din aceleași materiale, asta poate însemna că exoplanetele care orbitează acele stele au doar câteva arome. De asemenea, ar putea indica o nouă modalitate de a descoperi stele cu sisteme solare mai asemănătoare cu ale noastre.

Astronomul Megan Bedell de la Centrul Institutului Flatiron pentru Astrofizică Computațională din New York și colegii ei au studiat elementele din 79 de „gemeni solari” – stele cu aproximativ aceeași temperatură, gravitație și conținut de fier ca soarele. Stelele au fost observate cu telescopul de vânătoare de planete HARPS din Chile, care măsoară spectrele stelelor sau curcubeul de lumină emis pe diferite lungimi de undă. Schimbările subtile ale luminii pot dezvălui o planetă în orbită. Spectrele pot dezvălui și abundența elementelor specifice care alcătuiesc o stea.

„Acest set de date este într-adevăr un tezaur pentru analizele abundenței”, a spus Bedell la întâlnirea Cool Stars 20 din 30 iulie.

Echipa lui Bedell a măsurat abundența de 30 de elemente până la 2 procente cu precizie, mai mare decât au putut realiza studiile anterioare și a confirmat că unele elemente variază în funcție de vârsta unei stele (SN: 10/1/16, str. 25). La asta se așteptau: stele mai tinere s-au format probabil din nori de praf și gaz care fuseseră poluați cu elemente mai grele din exploziile supernovei.

Dar rapoartele anumitor elemente care sunt cheie pentru formarea planetei, cum ar fi carbonul la oxigen sau magneziu la siliciu, au fost aproape identice pe stelele din sondaj. Stelele și planetele lor se formează din același nor original de gaz și praf, așa că chimia stelei reprezintă din ce sunt făcute planetele sale. Cantitățile relative de magneziu și siliciu dintr-o planetă pot determina totul, de la dacă o planetă are o crustă stâncoasă până la tectonica plăcilor până la ce fel de minerale formează (SN: 5/12/18, p. 28).

Studiile anterioare sugeraseră că există suficientă varietate în compozițiile stelelor pentru o grădină zoologică exotică de exoplanete. Dar cu acest grup de vedete, echipa lui Bedell a găsit contrariul.

„Studiile anterioare au spus că există multă diversitate de la stea la stea, așa că ar trebui să existe multă diversitate între planete”, spune Bedell. „Vedem multe la fel.”

Dar nu și când vine vorba de soare. Echipa a descoperit că elementele soarelui vin în proporții subtil diferite. De exemplu, soarelui îi lipsesc aproximativ patru mase Pământului de roci și metale – chiar elementele din care sunt făcute planetele. Acest rezultat ar putea fi din cauza sistemului solar: elementele lipsesc din soare pentru că sunt blocate în planete, spune Bedell. Există o altă posibilitate, mai puțin gustoasă: celelalte stele ar putea conține mai multe elemente stâncoase, deoarece au avut cândva planete și le-au mâncat.

Doar o minoritate – 7 până la 20 la sută – dintre stelele măsurate de echipa lui Bedell se potriveau cu soarele. Nu au fost găsite planete care să orbiteze aceste stele. „Desigur, asta nu înseamnă că nu au planete, doar că nu le putem vedea încă”, spune Bedell. Căutarea altor stele care împărtășesc această lipsă de elemente de rocă și metal ar putea ajuta astronomii să găsească alte sisteme solare precum al nostru.

Lucrarea „demonstrează că putem face măsurători de mare precizie a abundenței, care sunt vitale” pentru a afla compoziția unei planete pe baza stelei sale, spune exogeologul Cayman Unterborn de la Universitatea de Stat din Arizona din Tempe, care nu a fost implicat în studiu. El crede că încă mai există loc pentru compoziții exotice de exoplanete, totuși – alte stele care nu sunt gemene cu cele din acest grup ar putea avea chimie diferite.

„Faptul că soarele este epuizat în raport cu aceste stele este FOARTE interesant, totuși, mai ales că unele abundențe de elemente sunt destul de critice pentru evoluția planetară”, a scris el într-un e-mail. „Merita explorat!”