Máme osm planet. Ale možná jsme kdysi měli ještě jednu velmi nepohodlnou
Když astronomové začali objevovat tisíce planetárních systémů kolem jiných hvězd, ukázalo se něco zvláštního. Sluneční soustava není úplně typická.
Velmi běžné jsou planety větší než Země a menší než Neptun, které obíhají svou hvězdu velmi blízko. Říkáme jim superzemě nebo sub-Neptuny podle jejich vlastností. U nás nic takového není. Merkur je relativně malý a kolem Slunce zůstává uvnitř jeho dráhy velká prázdná oblast. Jednou možností je, že tam nikdy žádná větší planeta nevznikla.
Druhá je dramatičtější. Vznikla. A nepřežila.
Co když problém nehledáme ve správném místě?
Astronom Mutlu Yıldız z Ege University se v nové práci publikované v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society nepokusil najít trosky hypotetické planety v prostoru. Podíval se na samotné Slunce.
Standardní modely jeho vývoje totiž mají několik dlouhodobých nepříjemností. Když výpočty porovnáme s velmi přesnými helioseismickými měřeními, tedy s informacemi získanými z vln šířících se nitrem hvězdy, některé detaily úplně nesedí. Jde například o rychlost zvuku pod konvektivní zónou, hloubku této zóny nebo povrchové chemické složení.
A pak je tu lithium Sluneční fotosféra ho obsahuje výrazně méně, než by některé jednoduché modely očekávaly. Yıldız položil velmi konkrétní otázku: Co když část těchto odchylek vznikla proto, že mladé Slunce snědlo kamennou planetu?
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Nejlépe vychází několik Zemí najednou
Modely pracovaly se scénářem, v němž mladé Slunce akreovalo materiál bohatý na těžší prvky. V některých nejlépe vycházejících konfiguracích odpovídala potřebná hmota zhruba 4,6 až 5,8 hmotnosti Země. Širší skupina dobrých řešení se pohybovala přibližně v pásmu pěti až deseti Zemí. To už není Merkur. Je to superzemě.
Materiál takového tělesa by se mohl dostat pod konvektivní obálku Slunce a vytvořit lokální oblast obohacenou o těžší prvky. Ta by následně změnila opacitu, teplotní strukturu a tím i rychlost, jakou se uvnitř hvězdy šíří zvukové vlny. A právě ty dnes dokážeme měřit.
Planeta by zmizela. Její chemie ne nutně
To je asi nejhezčí část celé hypotézy. Když planeta spadne do hvězdy, intuitivně máme pocit, že je konec. Roztrhá se, roztaví, vypaří a zmizí v ohromné mase plazmatu. Jenže hmota nikam nezmizela.
Pokud není dokonale promíchána celou hvězdou, může pozměnit chemickou strukturu konkrétní vrstvy. A chemické složení zase ovlivňuje fyzikální vlastnosti hvězdy.
Planetu bychom tedy neviděli. Mohli bychom ale vidět následky její smrti. Tak trochu jako kdyby archeologové neměli kostru, ale ze změny složení okolní půdy dokázali odvodit, že tam kdysi něco bylo.
Do příběhu vstupuje lithium
Slunce je dnes na povrchu nápadně chudé na lithium. Lithium se při dostatečně vysokých teplotách uvnitř hvězd ničí, takže jeho současné množství je citlivé na historii mísení materiálu uvnitř Slunce.
Nový model se snaží skloubit dvě věci najednou: zlepšit shodu s helioseismologií pomocí materiálu pohlcené planety a zároveň vysvětlit dnešní nízkou hodnotu lithia. To není jednoduché.
Příliš intenzivní mísení by sice mohlo lithium dostat do hlubších horkých vrstev a zničit ho, zároveň by ale zahladilo kovově bohatou vrstvu, která má pomáhat vysvětlovat rychlost zvuku. Proto musí scénář splnit několik omezení současně. Právě to vede k relativně úzkému rozmezí parametrů, v němž model funguje nejlépe.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Není to důkaz ztracené planety
Tady bychom měli být velmi přísní. Nikdo neobjevil fosilii superzemě uvnitř Slunce. Jde o jednorozměrné modelování hvězdného vývoje.
Standardní solární modely lze zlepšovat i jinými cestami – změnami opacit, chemického složení, difuze a dalších procesů. Samotný pád planety je navíc dynamicky mnohem komplikovanější než přidání určitého množství materiálu do modelu.
Planeta by se při průchodu hvězdnou atmosférou rozpadala, odpařovala a ztrácela hmotu. Není ještě přesně vyřešeno, kde by její materiál skončil a jak by se následně mísil. Autor proto sám mluví o scénáři, jehož předpovědi je potřeba nezávisle testovat.
Jenže víme, že hvězdy planety polykají
Na obecné myšlence planetárního pohlcení není nic fantastického. Planety migrují. Orbitální systémy se během mládí přeskupují. A v jiných soustavách máme nepřímé známky toho, že hvězdy mohou planetární materiál skutečně pohltit.
Otázka tedy nezní, zda může hvězda sežrat planetu. Může. Otázka zní, zda to udělalo právě naše Slunce – a zda po této události ještě po 4,6 miliardy let nosí uvnitř měřitelnou jizvu.
Pokud ano, největší ztracená planeta Sluneční soustavy možná nikde nečeká na objevení. Už dávno se stala součástí hvězdy, kolem níž obíháme.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Zdroje: Kód Enigma [1], Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – Planetary engulfment as a solution to solar-model discrepancies and its implications for planetary systems [2], DOI 10.1093/mnras/stag1527 [3], Royal Astronomical Society – ‘Fingerprints’ inside the Sun could reveal if it once swallowed a planet [4]. img ai generated