太陽が惑星を飲み込んだ痕跡、内部に「指紋」として残存か

太陽が初期段階で地球の5～10倍の質量を持つスーパーアースを飲み込んだ可能性があり、その化学的・構造的な痕跡が今日でも観測可能である可能性が、新しい研究で示唆されている。

太陽の内部に残る惑星飲み込みの痕跡を調査する新たな研究が、王立天文学会の学術誌『Monthly Notices of the Royal Astronomical Society』に掲載された。エゲ大学のMutlu Yildiz教授率いる研究チームは、MESA恒星進化コードを用いて太陽の進化をモデル化し、その結果と太陽内部の精密観測を比較した。

発見の概要

研究によれば、太陽は初期段階で地球の5～10倍の質量を持つスーパーアースを飲み込んだ可能性があるとされる。このような惑星の飲み込みは、太陽の内部構造における微妙な変化や、異常に低いリチウム存在量など、標準的な太陽モデルと観測結果との間に存在する長年の相違を説明する可能性がある。Yildiz教授は「地球よりも数倍大きな惑星が若い太陽に落下し、その深い内部に持続的な化学的痕跡を残した可能性があります」と述べた。

観測との一致

太陽のリチウムは表面で顕著かつ周知の枯渇を示している。また太陽モデルは、対流圏直下の音速構造や対流圏の深さを含む、複数のヘリオセイスミック観測を同時に再現することに困難を抱えていた。研究チームのモデリング結果は、太陽内部の観測と異常に低いリチウム存在量を含む複数の独立した測定と一致している。

先行研究と今後の展望

10年前のMartin & Livio（2016）による先行研究は、水星の軌道内に1つ以上のスーパーアースが形成され、ガス円盤を通じて内側に移動する可能性を示唆していた。Yildiz教授は「先行研究では、スーパーアースが形成され若い太陽に移動する可能性を提案していました。われわれの論文は、太陽自体がそのような飲み込みが実際に起こったことの観測可能な証拠をいまだに保有しているかどうかを問うています。次のステップは、これらの指紋が独立して検出できるかどうかを確認することです」と述べた。

筆者の見立て

• 研究チームは、若い太陽による惑星飲み込みイベントが太陽の構造に影響を与える可能性があると論じながらも、「計算がこれほど特定的なスーパーアース質量範囲に収束するとは予想していなかった」と述べており、結果の精密性に対する驚きを示唆している
• ヘリオセイスミック観測やその他の観測を通じて予測された構造的・化学的シグネチャが独立して特定できた場合、数十億年前のこのようなイベントの発生に対する強い証拠となる可能性があると予想している

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出典

The Royal Astronomical Society. "'Fingerprints' inside the Sun could reveal if it once swallowed a planet". https://ras.ac.uk/news-and-press/research-highlights/fingerprints-inside-sun-could-reveal-if-it-once-swallowed-planet