V Slnečnej sústave možno kedysi bola super-Zem. Podľa novej štúdie skončila vo Slnku
Slnko mohlo vo svojej mladosti pohltiť veľkú kamennú planétu. Nový model vysvetľuje záhadne nízke množstvo lítia aj odchýlky vo vnútornej štruktúre našej hviezdy.
Vedci pri Slnku odhalili zvláštnosti, ktoré štandardné modely jeho vzniku a vývoja nedokázali úplne vysvetliť. Vo vonkajších vrstvách hviezdy namerali oveľa menej lítia, než vyšlo vo výpočtoch pre mladé Slnko. Ďalšie merania zároveň priniesli odchýlku v rýchlosti zvuku pri spodnej hranici konvekčnej zóny. Nová štúdia ponúkla nezvyčajné riešenie oboch problémov. Mladé Slnko mohlo pohltiť veľkú kamennú planétu a jej materiál mohol následne zanechať stopu v chemickom zložení aj vnútornej štruktúre hviezdy, píše Universe Today.
Pozorovania a počítačové modely umožnili astronómom za posledné desaťročia zostaviť veľmi podrobný obraz o vzniku a vývoji hviezd. Ani pri Slnku však všetky údaje nezapadli do jedného modelu. Práve rozdiely medzi výpočtami a meraniami teraz priviedli vedcov k hypotéze o dávnom planetárnom „pohltení“.
Jednu z najväčších nezrovnalostí odhalili merania lítia. Podľa štandardných výpočtov pripadlo do materiálu, z ktorého sa pred miliardami rokov sformovalo Slnko, približne stokrát viac lítia, než aké dnes astronómovia namerali vo vonkajšom obale hviezdy. Takýto rozdiel už nemožno označiť za zanedbateľnú odchýlku. Vedci preto preverili možné mechanizmy, ktoré by vysvetlili dnešnú nízku hodnotu.
Druhá záhada vznikla pri skúmaní vnútra hviezdy hneď pod viditeľným povrchom, čo je vrstva, ktorá sa označuje ako konvekčná vrstva. V tejto vrstve zabezpečuje prenos energie pohyb horúcej plazmy, zatiaľ čo hlbšie prevezme hlavnú úlohu žiarenie. Astronómom pomohla helioseizmológia, teda analýza tlakových vĺn v Slnku. Na Zemi seizmológovia získali z vĺn po zemetraseniach informácie o vnútorných vrstvách planéty. Pri Slnku vedci taktiež využili tlakové vlny, ktoré prenikli jeho vnútrom a dorazili až k povrchu.
Ich meranie umožnilo vypočítať vlastnosti rôznych oblastí Slnka vrátane rýchlosti zvuku. A práve tu sa objavila ďalšia nezrovnalosť. Pri spodnej hranici konvekčnej zóny namerali hodnoty, ktoré sa od výpočtov štandardných modelov odchýlili. Model preto nedokázal presne zachytiť všetky vlastnosti namerané v tejto oblasti. Vedci tak dostali ďalšiu indíciu, že v opise vnútra Slnka zostala neobjasnená odchýlka.
Neprehliadni
Slnko mohlo vo svojej mladosti pohltiť planétu, ktorú astronómovia označujú ako super-Zem
Mutlu Yildiz, profesor Ege University v Turecku, preto vytvoril model, ktorého cieľom bolo preveriť nezvyčajnú hypotézu. Výskumník tvrdí, že obe odchýlky môže pomôcť vysvetliť scenár, podľa ktorého Slnko pohltilo planétu v čase, kedy sa naša Slnečná sústava ešte len formovala.
„Modelovaním vývoja Slnka a porovnaním výsledkov s presnými pozorovaniami jeho vnútra sme zistili, že pohltenie super-Zeme by mohlo pomôcť vysvetliť dlhodobé rozdiely medzi štandardnými modelmi Slnka a pozorovaniami vrátane jemných zmien vnútornej štruktúry Slnka a zníženého množstva lítia,“ uviedol Yildiz pre Royal Astronomical Society.
Vedec pripravil viacero scenárov s rozdielnou veľkosťou a chemickým zložením hypotetickej planéty. Následne porovnal výsledky s tým, čo astronómovia o Slnku skutočne namerali. Jeden variant priniesol pozoruhodnú zhodu. Planéta, ktorá podľa modelu najlepšie zodpovedala známym vlastnostiam Slnka, dosiahla približne 5,6-násobnú veľkosť Zeme. Išlo o kamennú super-Zem s nízkym obsahom lítia. Výpočty zároveň pripustili jej vznik veľmi blízko mladého Slnka, dokonca v oblasti vnútri dnešnej dráhy Merkúra.
Takýto objekt by však musel opustiť pôvodnú dráhu smerom k hviezde. Práve tu zohrala úlohu planetárna migrácia. Pozorovania exoplanetárnych systémov priniesli množstvo príkladov planét na obežných dráhach výrazne odlišných od vzdialeností očakávaných podľa jednoduchého scenára ich vzniku. Astronómovia preto planetárnu migráciu zaradili medzi dôležité procesy vo vývoji mladých sústav.
V prípade našej sústavy mohla gravitačná interakcia medzi mladými planétami a Slnkom zmeniť dráhu hypotetickej super-Zeme. Ak sa dostala príliš blízko, ďalší vývoj už mohol skončiť pádom do hviezdy a pohltením. Takáto udalosť by zároveň vysvetlila, prečo by dnes v Slnečnej sústave chýbala planéta s hmotnosťou niekoľkonásobne väčšou než Zem. Jej materiál by totiž skončil v Slnku.
Stále však ide iba o hypotézu. Štúdia neposkytla dôkaz, že Slnko skutočne pohltilo super-Zem. Ide ale o model, ktorý dokázal naraz vysvetliť viacero vlastností, pri ktorých štandardné výpočty narazili na problém. Okrem množstva lítia a rýchlosti zvuku model zodpovedal aj hĺbke konvekčnej zóny a chemickému zloženiu Slnka. Súbeh viacerých zhôd preto poskytol dôvod na ďalšie preverenie tohto scenára.
Slnko môže niesť starý dôkaz o tejto záhadnej planéte
Yildiz zároveň upozornil, že počítačový model priniesol iba prvý krok. Ak sa hypotéza o pohltenej planéte potvrdí, astronómovia by museli nájsť aj pozorovateľnú stopu po takejto udalosti.
„Naša práca sa pýta, či by samotné Slnko ešte mohlo niesť pozorovateľné dôkazy o takomto pohltení, a myslíme si, že by mohlo. Ďalším krokom bude zistiť, či sa tieto odtlačky podarí nezávisle odhaliť,“ uviedol.
Presnejšie budúce merania preto môžu odhaliť ďalšie údaje o chemickom zložení a vnútornej stavbe Slnka. Ak vedci nájdu stopy, ktoré štandardné modely nevysvetlia, no scenár pohltenej planéty ich dokáže vysvetliť, hypotéza získa ďalšiu oporu. Zatiaľ však výsledok priniesol najmä jednu zaujímavú možnosť, nezvyčajné vlastnosti našej hviezdy mohli súvisieť s dávnou udalosťou v mladej Slnečnej sústave.
