天文学家研究一个名为HD81809的特殊双星系统时,发现两颗理应同时诞生的恒星,竟拥有截然不同的化学组成,形成罕见的“化学悖论”。
一般而言,双星诞生于同一个分子云,因此元素组成通常相当接近。但在HD81809系统中,其中一颗恒星的铁含量明显偏低,而另一颗则拥有接近太阳的金属丰度,两颗恒星的铁元素含量相差约3.7倍,远超过一般双星演化模型能解释的范围。天文学家因此怀疑,其中一颗恒星可能曾吞噬自己的行星,改变了表面的化学组成。
HD81809双星系统距离地球约113光年,由两颗类似太阳的G型恒星组成。其中主星HD81809A已演化成次巨星,另一颗HD81809B则仍停留在主序星阶段。研究人员从观测资料与电脑模型推算,这个系统年龄约达100亿年。除了铁元素异常外,HD81809B还具有偏高的锂元素含量。由于低质量老年恒星通常会在演化过程中逐渐耗尽锂元素,因此这种高锂元素含量现象,被视为可能曾发生行星吞噬事件的重要线索。
研究人员因此测试不同的行星吞噬情境。他们发现,如果要让HD81809B的金属量提升至目前观测值,恒星必须在近期吞噬约25至75个地球质量的富金属物质,规模相当于海王星到土星之间的金属核心总量。若吞噬事件发生在恒星年轻时期,则需要高达约150个地球质量的金属,但这种情况过于极端,因此较可能是近期才发生的事件。模拟结果也显示,这类吞噬事件不仅会提升铁含量,也会改变碳、氧、矽、镁等元素比例,甚至让恒星表面温度变得更接近实际观测值。
不过,研究仍存在一个难题:模型预测的锂含量往往比实际观测高出许多。如果吞噬物质超过约6个地球质量,锂元素便会过度增丰,与观测结果不符。因此,研究团队推测,被吞噬的天体成分可能与太阳系岩石行星不同,或在吞噬后还发生了额外的化学混合作用,将部分锂元素带往更深处并遭到破坏。虽然目前仍无法完全重现所有观测特征,但与其他假说相比,“恒星吞噬行星”仍是目前最合理的解释。然而,若未来能进一步观测到这颗恒星特殊的自转或磁场活动特征,将有机会成为它曾吞噬行星的更多证据。

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