Краткое содержание статьи
Давно известно, что звезды с планетами в среднем на 0.25 dex более металличны, чем звезды без планет. Здесь возникает вопрос курицы и яйца: планетная система предпочтительно образуется в системах с повышенной металличностью или повышенная металличность звезды является следствием наличия планетной системы?
В первом случае, соответствующем модели образования планет в результате аккреции на ядро, повышенная металличность повышает эффективность образования планет за счет более эффективного образования затравочных каменных ядер и применительно к звезде является ее глобальным свойством -- от атмосферы до ядра.
Альтернативная модель образования планет -- модель гравитационной неустойчивости -- предполагает существенно более слабую зависимость от металличности. Она согласуется с предположением о загрязнении звезды веществом поглощаемых планет. В этом случае повышенная металличность характерна только для атмосферы звезды.
Разделить две этих возможности позволяют сравнительные наблюдения звезд главной последовательности и звезд-гигантов. Наблюдения, описанные авторами свидетельствуют: предпочтение к высокой металличности звезды с планетами обнаруживают только на главной последовательности. Гиганты с планетами тяги к высокой металличности не демонстрируют. Авторы рассмотрели три объяснения:
1. В целом, в проводимых обзорах гиганты с планетами оказываются более массивными, чем звезды главной последовательности. Почему, авторы не пишут. Возможно, какой-то эффект селекции. Наблюдаемую разницу между гигантами и карликами можно объяснить, если, скажем, по каким-то причинам у звезд меньших масс работает механизм аккреции на ядро, более чувствительный к металличности, а у звезд бОльших масс -- механизм гравитационной неустойчивости, менее чувствительный к металличности.
2) Допустим, что миграция планет более эффективна в системах с высокой металличностью (Santos et al. 2006). Тогда звезда с большой металличностью, превращаясь в гигант, с большей вероятностью проглотит свои планеты, чем звезда с меньшей металличностью. В результате мы с большей вероятностью классифицируем гигант с высокой металличностью как звезду без планет, хотя он на самом деле не звезда без планет, а звезда теперь без планет.
3) Наконец, объяснение, которое авторам кажется наиболее вероятным -- размер конвективной зоны. У Солнца, например, нынешняя масса конвективной зоны составляет ∼0.022 солнечной массы. На стадии красного гиганта она увеличится до 0.7-0.8 солнечной массы. Если повышенная металличность звезды с планетами на главной последовательности ограничена ее атмосферой, то при превращении звезды в гигант избыток металлов растворится в незагрязненном веществе. Наблюдаемый относительный избыток металлов 0.25 dex в гиганте сократится до 1% -- вне пределов чувствительности наблюдений.
Причины загрязнения авторы детально не рассматривают, но в других работах в качестве таковой назывался финальный этап миграции планеты -- ее поглощение родительской звездой.
