欧洲南部天文台发现:恒星金属源于行星碎片

  • 何姣 (科学网)
  • 创建于 2007-07-13
  • 2463
据欧洲南部天文台(EOS)7月6日消息,一支国际天文学家研究小组通过研究拥有行星的恒星发现,矮星表面含富铁元素,而巨星上则不是这样。科学家们认为,前者是由于行星碎片掉落造成的,而这种“污染”在巨星上被稀释并融入了巨星内部。
 
自从第一颗外星行星被发现以来,科学家们已知这些行星偏好富含铁元素的恒星,拥有行星的恒星比没有行星的恒星金属含量高两倍左右。
 
那么到底是恒星金属促进了行星演化呢,还是行星的存在导致了恒星金属含量较高呢?这是一个典型的鸡生蛋还是蛋生鸡的问题。如果是前一种情况,那么恒星内部也应当富含金属,而如果是后一种情况,那么仅有恒星表面富含金属。
 
通过观察恒星测量光谱天文学家们只能了解恒星外层,而无法确定其整体构成成分。一支国际天文学家团队决定另辟蹊径,通过另外一种类型的恒星来研究这个问题——他们选择了红巨星。红巨星是已经消耗尽氢元素的恒星,例如太阳在数十亿年后就会成为一颗红巨星。随着红巨星的体积不断膨胀,温度也不断降低。
 
天文学家研究了14颗拥有行星的红巨星,发现它们与其它拥有行星的恒星大不相同——它们的金属含量并不高。
 
天文学家们认为,最合理的解释是红巨星与类日恒星的结构不同。混合所有气体的对流区(convective zone)仅占类日恒星质量的2%,而在红巨星上则增长了35倍,也就是说,在红巨星上来自行星的碎片会被稀释35倍。
 
当恒星被原始行星盘包围的时候,富含较重金属的物质会掉落到恒星上,污染其表面。这种污染在类日恒星上很明显,但在巨星上则被大大稀释在广阔的气层中。
 
该国际研究小组的成员为:
 
L. Pasquini and M.P. Döllinger (ESO)
 
A. Weiss (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Germany)
 
L. Girardi (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italy)
 
C. Chavero (Instituto de Astrofisica de Canarias, Tenerife, Spain, and Observatorio Nacional/MCT, Rio de Janeiro, Brasil)
 
A. P. Hatzes (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Germany)
 
L. da Silva (Observatorio Nacional/MCT, Rio de Janeiro, Brasil)
 
J. Setiawan (Max Planck Institute für Astronomie, Heidelberg, Germany)
 
L. Pasquini等人撰写的相关论文"Evolved stars hint to an external origin of enhanced metallicity in planet-hosting stars"将发表在《天文与天体物理学》(Astronomy and Astrophysics)上,预印本请见http://arxiv.org/abs/0707.0788。
 
责任编辑:何姣