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行星在很大程度上受制于它们的恒星。恒星不仅提供现成的辐射光和热能,而且恒星的质量和引力完全使任何轨道伴星的总质量和引力相形见绌。在我们的太阳系中,无论人们在冥王星辩论中持何种立场,它的行星都比我们迄今为止所知的任何其他行星系统都多,但太阳仍然占其系统质量的99.8%以上。
但是,一项针对类太阳恒星中恒星化学的新调查揭示了至少一种微不足道的行星可以反击的方式,从而影响其母恒星的演化。《自然》杂志11月12日刊登的一篇论文显示,已知拥有行星系统的恒星中的锂含量大大低于其他看似没有行星的类似恒星。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)
多年来,人们一直怀疑恒星锂丰度和行星系统的存在之间存在关联——例如,我们锂含量低的太阳就非常符合这种情况。但是,拥有此类太阳系外行星(或系外行星)的恒星目录太小,无法以统计学上的置信度评估这种关系。然而,在过去的十几年中,已经宣布了许多系外行星的发现,包括欧洲南方天文台的HARPS行星探测合作项目在10月份公布的一组30颗新行星,这使已知的系外行星总数增加到400多颗。
研究合著者、葡萄牙波尔图大学天体物理学中心的天体物理学家努诺·桑托斯和他的同事从HARPS调查中获取了133颗温度与太阳大致相同的恒星的化学丰度数据(这些数据来自精确的光谱),其中30颗已知拥有行星。(他们还向该群体添加了二十多颗其他恒星,以增加样本量。)绝大多数拥有行星的恒星锂含量都过度不足,而大多数“单”恒星仅部分不足。在最接近太阳温度的84颗恒星的子集中,这种相关性甚至更强。
研究人员怀疑,轨道行星的存在可能会增加宿主恒星中的对流混合,从而将锂推入更热的区域,在那里,核反应会将这种轻元素消耗为燃料。“我们知道,恒星中锂的不足取决于恒星的历史,以及它在其历史中的旋转方式,”桑托斯说。“行星的存在或形成可能会改变恒星的这种旋转历史。”
但是,锂不足的恒星是否可能更容易形成行星?桑托斯说,不太可能。“我不认为这是原因,因为实际上锂不应该在行星形成中发挥任何作用,”他说。“锂的含量非常少,因此锂本身影响行星形成是不可接受的。我们的想法是,事情是反过来的。通过某种过程,行星形成过程正在影响恒星大气中锂的不足。”
无论原因是什么,简单的锂测量——结合恒星质量和其他化学丰度等特征——可能有助于未来的系外行星猎人在确定最有可能孕育行星的恒星方面。