Manjak litijuma nije bio samo šum u podacima, već dokaz da je naša zvezda u svojoj mladosti konzumirala nešto što je zauvek promenilo njenu hemijsku krvnu sliku. Profesor Mutlu Jildiz sa Egejskog univerziteta u Turskoj postavio je hipotezu koja zvuči kao naučnofantastični triler: u svojoj ranoj, agresivnoj fazi progutala je planetu tipa super-Zemlja. U pitanju je nebesko telo čija je masa bila 5 do 10 puta veća od Zemlje!
Slučaj je star nekoliko milijardi godina – ako se uopšte desio, a to naučnici pokušavaju da doznaju. Ali kako istražiti unutrašnjost zvezde i kako zaključiti da li je ona u davno doba progutala celu jednu planetu? Iako unutrašnjost Sunca se ne može videti, može se – prisluškivati. Postupak kojim se naučnici služe, helioseizmologija, pravi je trijumf naučne domišljatosti. Zamislite našu zvezdu kao veliki muzički instrument koji neprestano pulsira. Baš kao što duboki tonovi kontrabasa i visoki tonovi violine otkrivaju veličinu i materijal od kojeg su napravljeni, različite frekvencije (note) Sunca omogućuju da se vsazna šta se zbiva na različitim dubinama. Analizom vibracija mapira se unutrašnja arhitektura. Međutim, upravo tu se pojavio problem koji je decenijama mučio teoretičare.
Standardni modeli Sunca, koji se decenijama smatraju neprikosnovenim, imaju ozbiljnu rupu. Kada se uporedi teorija sa zvucima, otkrivaju se značajna odstupanja u njihovoj brzini u prelaznoj zoni neposredno ispod konvektivnog sloja. Kao da instrument ne odzvanja onako kako je konstruisan na papiru. Ključni uvid je sledeći: zvučni talasi menjaju brzinu u zavisnosti od toga kroz kakvu gustinu i hemijski sastav prolaze. Ako se merenja ne poklapaju sa modelima, to je jasan znak da se u unutrašnjoj strukturi zvezde krije nešto što nije uračunato.
Svaki detektiv zna da je ono čega nema na mestu zločina često važnije od onoga što je tu. Decenijama je astronomima saznanje kvarila činjenica da na površini Sunca ima dramatično manje litijuma nego što bi trebalo da ga bude. Litijum je krhak hemisjki element koji strada na visokim temperaturama, ali prema proračunima na površini je morao biti sačuvan u mnogo većim količinama. Za mlade istraživače ovo je ključna lekcija: anomalije u podacima nisu greške – one su dragoceni tragovi. Manjak litijuma nije bio samo šum u podacima, već dokaz da je Sunce u svojoj mladosti konzumiralo nešto što je zauvek promenilo njegovu hemijsku krvnu sliku. Profesor Mutlu Jildiz sa Egejskog univerziteta u Turskoj postavio je hipotezu koja zvuči kao naučnofantastični triler: mlada zvezda je u svojoj ranoj, agresivnoj fazi progutala planetu tipa super-Zemlja. U pitanju je nebesko telo čija je masa bila 5 do 10 puta veća od Zemlje!
Navedena pretpostavka je revolucionarna iz tri ključna razloga:
Hemijski potpis (litijum): Ubrizgavanje materijala sa ove planete u rano Sunce pokrenulo je procese koji su litijum gurnuli dublje u vrelu unutrašnjost gde je on uništen, savršeno objašnjavajući današnji manjak na površini.
Ispravljanje brzine zvuka: Dodavanje mase jedne super-Zemlje menja gustinu i temperaturu u unutrašnjosti zvezde. Kada se to ubaci u jednačine, teoretska brzina zvuka se konačno poklapa sa onim što helioseizmologija meri.
Slučaj nestalih u sistemu: Istraživanja Martina i Livija iz 2016. pokazala su da se super-Zemlje prirodno formiraju i migriraju ka unutrašnjosti kroz protoplanetarni disk.
Sunčev sistem je čudan jer nema super-Zemlje u svojoj blizini, dok ih u drugim planetarnim sistemima ima napretek. Jildizovo promišljanje upućuje gde su nestale – Sunce ih je progutalo. Fascinantno je to što modeli pokazuju da bi ovakva planeta mogla da preživi prolazak kroz spoljašnje slojeve Sunca gubeći vrlo malo svoje mase pre nego što se konačno integriše, ostavljajući trajni hemijski pečat duboko unutra.
U nauci, kao i u najboljim detektivskim romanima, najjednostavnije rešenje koje objašnjava više različitih tragova obično je ono pravo. Ovde postoji crvena nit koja povezuje sve dokaze na tabli. Saradnici profesora Jildiza koristili su MESA kod, moćan softverski alat za modeliranje evolucije Zvezda da rekonstruišu opisai događaj. Nisu samo nagađali, proveravali su činjenice kao što su jednačina stanja, neprozirnost materijala (opacitet) i različite obrasce za konvektivnu zonu i turbulentno mešanje. Rezultati su bili neumoljivi: samo scenario u kojem se događa nagomilavanje materije (akrecija) planete mase 5–10 Zemalja istovremeno popravlja greške u brzini zvuka i objašnjava nivoe litijuma. To je trenutak kada se svi delići slagalice sklapaju. Rigorozno testiranje je pokazalo da standardna fizika ne može objasniti Sunce, ali usisavanje velike planete može.
(IlustraciaNASA)
(Astronomski magazin)
