Разницу в составе пары звезд-гигантов объяснили неоднородностями первичного облака

Астрономы впервые показали на примере пары гигантов, что различия в составе звезд двойной системы могут объясняться неоднородностями в молекулярном облаке, из которого они формировались. Другие теории, такие как поглощение или формирование планет. не могут объяснить наблюдаемые различия. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.

Двойные звезды широко распространены в Млечном Пути. Предполагается, что большинство из них родились из вещества одного и того же молекулярного облака, что дает схожий химический состав. Однако в ряде исследований обнаруживались небольшие, но заметные различия между звездами в двойных системах, которые пытались объяснить влиянием процесса формирования планет или событиями поглощения планет. В частности, обедненность Солнца тугоплавкими элементами по сравнению с солнечными двойниками пытались объяснить наличием планет земной группы. Не исключается также и идея первичной неоднородности состава в родительском облаке.

Группа астрономов во главе с Карлосом Саффе (Carlos Saffe) из Института астрономии и наук о Земле и космосе в Аргентине опубликовала результаты исследований системы звезд HD 138202 и CD−30 12303 при помощи оптического спектрографа высокого разрешения GHOST, установленного на наземном телескопе «Джемини-Юг», 15 мая 2023 года. Система состоит из двух гигантов с эффективными температурами 4952 и 5007 кельвинов, разделенных расстоянием в 38,5 тысячи астрономических единиц.

Ученые заметили значительную разницу в составе двух звезд (разница металличностей около 0,08 dex), что необычно, так как на состав гигантов меньше влияют эпизоды поглощения планетарного вещества или диффузионные процессы. Эволюционные эффекты, такие как первое вычерпывание, как в случае одной звезды, так и обеих звезд, не могут объяснить такое различие.

Идея поглощения планет также не подходит, так как более металличной звезде системы пришлось бы вобрать в себя от 11 до 150 масс Юпитера в виде планетарного вещества. Кроме того, в этом случае в звезде увеличилось бы содержание лития, большее количество которого наоборот наблюдается в менее металличной звезде. Не годится и идея трат тугоплавких элементов на формирование планет земной группы и ядер планет-гигантов, так как массивные конвективные оболочки гигантов стерли бы это различие между звездами.

В итоге ученые остановились на идее первичных неоднородностей в составе начального межзвездного облака, которая может объяснить как свойства этой системы, так и свойства некоторых друг пар звезд главной последовательности. В пользу этой идеи говорит и большое расстояние между звездами исследуемой пары.

Ранее мы рассказывали о том, как моделирование указало на две звезды в прошлом Солнечной системы.