天文學界的一個共識是，行星和它們各自的主星之間存在着成分上的聯系。 不過，科學家首次提供了支持這一假設的經驗性證據，但部分證據也與該共識存在矛盾。恒星和行星是由相同的宇宙氣體和塵埃形成的。在形成過程中，一些物質凝結并形成岩質行星，其餘的要麼被恒星積累，要麼成為氣态行星的一部分。

因此，假設恒星和其行星組成之間存在聯系是合理的，并且已經得到了證實，例如在太陽系中的大多數岩質行星（水星是個例外）。

不過這個假設在天體物理學中，無法完整證明是正确的。2021 年 10 月 15 日發表在《Science》雜志上的論文中，由葡萄牙天體物理學和西班牙科學研究所（IA）帶領，伯爾尼大學 NCCR PlanetS 和蘇黎世大學的研究人員參與的國際團隊，為這一假設提供了首個經驗性證據，但也在某個部分推翻了這一假設。

為了确定恒星及其行星的成分是否相關，研究小組比較了兩者的非常精确的測量結果。對于恒星，團隊測量了它們的發射光，也就是帶有其成分的特征光譜指紋。岩質行星的組成是間接确定的。它們的密度和成分是由它們測量的質量和半徑得出的。直到最近，才有足夠多的行星被精确地測量出來，從而有可能進行這類有意義的調查。

該研究的共同作者、伯爾尼大學天體物理學講師和 NCCR PlanetS 成員 Christoph Mordasini 解釋道：“但是，由于恒星和岩質行星在本質上是完全不同的，所以無法直接比較它們的組成。因此我們将這些行星的組成與它們的恒星的理論上的冷卻版本進行比較。雖然恒星的大部分物質--主要是氫和氦--在冷卻時仍然是氣體，但有一小部分會凝結，由鐵和矽酸鹽等岩石形成的物質組成”。

伯爾尼行星形成和演變模型（Bern Model of Planet Formation and Evolution）自 2003 年以來不斷發展。Christoph Mordasini 表示：“對涉及行星形成和演變的多種過程的洞察力被整合到模型中。利用這個 Bern 模型，研究人員能夠計算出冷卻下來的恒星的這種岩石形成材料的成分。然後我們将其和岩質行星進行比較”。

該研究的主要作者、國際原子能機構的研究員瓦爾丹·阿迪貝基揚（Vardan Adibekyan）表示：“我們的結果表明，我們關于恒星和行星組成的假設并沒有根本性的錯誤：岩質行星的組成确實與它們的主星的組成密切相關。然而，這種關系并不像我們預期的那樣簡單”。

該研究的共同作者、NCCR PlanetS 成員、蘇黎世大學的 Ambizione 研究員 Caroline Dorn 表示：“然而，對于一些行星來說，行星中的鐵豐度甚至高于恒星中的鐵豐度。這可能是由于對這些行星的巨大撞擊，打破了一些外部的、較輕的材料，而密集的鐵核心仍然存在。因此，該結果可以為科學家提供有關這些行星曆史的線索”。

Christoph Mordasini 解釋說：“這項研究的結果對于約束根據質量和半徑測量得出的計算密度而假定的行星組成也非常有用。由于不止一種成分可以适合某種密度，我們的研究結果告訴我們，我們可以根據宿主星的成分縮小潛在的成分。而且，由于行星的确切成分會影響，例如，它含有多少放射性物質或它的磁場有多強，它可以決定這個行星是否對生命友好”。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!