ระบบสุริยะของเราหายากแค่ไหน? ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่มีการค้นพบดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ของเราเป็นครั้งแรก เราพบว่าระบบดาวเคราะห์มีอยู่ทั่วไปในกาแล็กซี อย่างไรก็ตาม หลายระบบค่อนข้างแตกต่างจากระบบสุริยะที่เรารู้จัก ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราหมุนรอบดวงอาทิตย์ในเส้นทางที่เสถียรและเกือบจะเป็นวงกลม ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวงโคจรไม่ได้เปลี่ยนแปลงมากนักนับตั้งแต่ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นเป็นครั้งแรก แต่ระบบดาวเคราะห์
หลายดวงที่โคจรรอบดาวดวงอื่นต้องทนทุกข์กับความวุ่นวายในอดีต
ประวัติศาสตร์ที่ค่อนข้างสงบของระบบสุริยะของเราได้สนับสนุนการเฟื่องฟูของสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้ ในการค้นหาโลกต่างดาวที่อาจมีสิ่งมีชีวิต เราสามารถจำกัดเป้าหมายให้แคบลงได้หากเรามีวิธีระบุระบบที่มีอดีตอันสงบสุขคล้ายกัน
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติของเราได้แก้ไขปัญหานี้ใน งานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน วารสารNature Astronomy เราพบว่าระหว่าง 20% ถึง 35% ของดาวคล้ายดวงอาทิตย์กินดาวเคราะห์ของตัวเอง โดยตัวเลขที่เป็นไปได้มากที่สุดคือ 27% สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าอย่างน้อยหนึ่งในสี่ของระบบดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์นั้นเคยมีอดีตที่วุ่นวายและพลวัตมาก
ประวัติศาสตร์ที่วุ่นวายและดาวคู่
นักดาราศาสตร์ได้เห็นระบบดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงที่มีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่หรือขนาดกลางเคลื่อนที่ไปมาอย่างมีนัยสำคัญ แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่อพยพเหล่านี้อาจรบกวนเส้นทางของดาวเคราะห์ดวงอื่น หรือแม้กระทั่งผลักให้พวกมันเข้าสู่วงโคจรที่ไม่เสถียร
ในระบบไดนามิกส่วนใหญ่เหล่านี้ มีความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์บางดวงจะตกลงสู่ดาวฤกษ์แม่ด้วย อย่างไรก็ตาม เราไม่ทราบว่าระบบที่วุ่นวายเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกันอย่างไรกับระบบที่เงียบกว่าเช่นของเรา ซึ่งสถาปัตยกรรมที่เป็นระเบียบเอื้ออำนวยต่อความเฟื่องฟูของสิ่งมีชีวิตบนโลก
ระบบดาวคู่ประกอบด้วยดาวสองดวงที่โคจรรอบกันและกัน โดยทั่วไปแล้วดาวฤกษ์สองดวงก่อตัวขึ้นในเวลาเดียวกันจากก๊าซชนิดเดียวกัน ดังนั้นเราจึงคาดว่าดาวฤกษ์ทั้งสองดวงน่าจะมีองค์ประกอบผสมที่เหมือนกัน อย่างไรก็ตาม หากดาวเคราะห์ดวงใดดวงหนึ่งตกลงไปในดาวดวงใดดวงหนึ่งจากสองดวง ดวงนั้นก็จะละลายอยู่ในชั้นนอกของดาว
สิ่งนี้สามารถปรับเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของดาวได้ ซึ่งหมายความ
ว่าเราเห็นองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์หิน เช่น เหล็ก มากกว่าที่เราจะเห็น เราตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของระบบดาวคู่ 107 ระบบที่ประกอบด้วยดาวคล้ายดวงอาทิตย์โดยการวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงที่พวกมันสร้างขึ้น จากนี้ เราได้กำหนดจำนวนดาวฤกษ์ที่มีวัสดุดาวเคราะห์มากกว่าดาวฤกษ์ข้างเคียง
นอกจากนี้ เรายังพบสามสิ่งที่รวมกันเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าความแตกต่างทางเคมีที่สังเกตได้ระหว่างคู่เลขคู่นั้นเกิดจากการกินดาวเคราะห์
ประการแรก เราพบว่าดาวฤกษ์ที่มีชั้นนอกบางกว่ามีโอกาสสูงที่จะมีธาตุเหล็กมากกว่าดาวคู่อื่น สิ่งนี้สอดคล้องกับการกินดาวเคราะห์ เนื่องจากเมื่อวัสดุของดาวเคราะห์ถูกเจือจางในชั้นที่บางลง จะทำให้องค์ประกอบทางเคมีของชั้นเปลี่ยนแปลงไปมากขึ้น
ประการที่สอง ดาวฤกษ์ที่อุดมด้วยธาตุเหล็กและองค์ประกอบของดาวเคราะห์หินดวงอื่นๆ ก็มีลิเธียมมากกว่าดาวบริวาร ลิเธียมจะถูกทำลายอย่างรวดเร็วในดวงดาว ในขณะที่มันจะถูกอนุรักษ์ไว้ในดาวเคราะห์ ดังนั้นระดับลิเธียมในดาวฤกษ์ที่สูงผิดปกติจึงต้องมาถึงหลังจากที่ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดที่ว่าลิเธียมถูกขนส่งโดยดาวเคราะห์จนกระทั่งดาวฤกษ์ถูกกิน
ประการที่สาม ดวงดาวที่มีธาตุเหล็กมากกว่าดาวฤกษ์ข้างเคียงก็มีดาวที่คล้ายกันมากกว่าในกาแล็กซีด้วย อย่างไรก็ตาม ดาวฤกษ์ดวงเดียวกันมี คาร์บอนในปริมาณ มาตรฐานซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ระเหยง่าย และด้วยเหตุนี้จึงไม่ได้ถูกพัดพาไปโดยหิน ดังนั้นดาวฤกษ์เหล่านี้จึงมีความสมบูรณ์ทางเคมีด้วยหินจากดาวเคราะห์หรือวัสดุของดาวเคราะห์
ตามล่าหา Earth 2.0
ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงถึงความก้าวหน้าของดาราศาสตร์ฟิสิกส์ดาวฤกษ์และการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ ไม่เพียงแต่เราพบว่าการกินดาวเคราะห์สามารถเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ได้ แต่ยังพบว่าส่วนสำคัญในระบบดาวเคราะห์ของพวกมันได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงในอดีตที่ไม่เหมือนกับระบบสุริยะของเรา
ในที่สุด การศึกษาของเราได้เปิดโอกาสให้ใช้การวิเคราะห์ทางเคมีเพื่อระบุดาวฤกษ์ที่มีแนวโน้มที่จะเป็นโฮสต์ของระบบสุริยะที่เงียบสงบของเรา
มีดาวหลายล้านดวงที่อยู่ใกล้เคียงคล้ายกับดวงอาทิตย์ หากไม่มีวิธีการระบุเป้าหมายที่มีแนวโน้มมากที่สุด การค้นหา Earth 2.0 จะเหมือนกับการค้นหาเข็มที่เลื่องลือในกองหญ้า
