Misterul planetei care lipsește din Sistemul Solar. Astronomii cred că răspunsul se află chiar în interiorul Soarelui

Sistemul Solar ar fi putut avea cândva o planetă stâncoasă de câteva ori mai masivă decât Pământul, care a dispărut în interiorul Soarelui când acesta era încă foarte tânăr. Un nou studiu propune o explicație spectaculoasă pentru două mistere pe care modelele solare nu au reușit să le rezolve complet: structura neobișnuită a interiorului Soarelui și cantitatea surprinzător de mică de litiu de la suprafața sa. Ipoteza merge și mai departe: „amprenta” chimică a planetei dispărute ar putea exista încă în steaua noastră și, în principiu, ar putea fi detectată independent.

Scenariul pare desprins din science-fiction: cu miliarde de ani în urmă, Sistemul Solar ar fi putut avea încă o lume majoră, mai mare decât Pământul. Planeta s-ar fi format în apropierea Soarelui, ar fi migrat treptat spre acesta și, în cele din urmă, ar fi fost înghițită.

Nu există astăzi o planetă pe care astronomii să o poată observa și nici dovada directă că evenimentul s-a produs. Există însă ceva mult mai interesant: Soarele însuși ar putea păstra urmele chimice și structurale ale dispariției ei.

Aceasta este concluzia unui studiu publicat pe 10 septembrie în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society de profesorul Mutlu Yıldız, de la Universitatea Ege din Turcia, citează Mediafax.

Planeta dispărută ar fi fost de cinci până la zece ori mai masivă decât Pământul

Modelele construite de cercetător indică o planetă din categoria super-Terra, cu o masă de aproximativ cinci până la zece ori mai mare decât cea a Pământului.

În modelul care oferă una dintre cele mai bune concordanțe cu observațiile actuale ale Soarelui, planeta ar fi avut aproximativ 5,6 mase terestre. Alte variante compatibile cu datele indică o plajă de aproximativ 5–10 mase terestre. În anumite modele concentrate asupra problemei litiului, masa materialului planetar necesar pentru a reproduce observațiile este și mai precisă: aproximativ 4,6–5,8 mase terestre.

Astronomul i-a dat lumii ipotetice chiar și un nume: „Dev Dilek”, expresie turcească ce poate fi tradusă aproximativ prin „Marea Dorință”.

Dar „super-Terra” nu înseamnă neapărat o versiune mai mare și locuibilă a Pământului. NASA folosește termenul pentru planete mai masive decât Pământul, dar mai mici decât giganții precum Neptun. Ele pot fi stâncoase, pot avea atmosfere groase sau pot avea o compoziție foarte diferită de cea a planetei noastre.

Un mare mister: de ce Sistemul Solar nu are nicio super-Terra

Ipoteza devine și mai interesantă dintr-un motiv. În ultimele decenii, astronomii au descoperit că super-Terrele sunt extrem de comune în jurul altor stele.

Și totuși, Sistemul Solar nu are niciuna. Avem Mercur, Venus, Pământ și Marte, apoi urmează un salt enorm până la giganții gazoși și de gheață. Nu există nicio planetă cunoscută cu dimensiuni intermediare, de tipul celor găsite frecvent în alte sisteme planetare. NASA descrie super-Terrele drept o categorie comună în galaxie, deși lipsește complet dintre planetele cunoscute care orbitează Soarele.

De ani de zile, tocmai această absență i-a făcut pe cercetători să se întrebe dacă Sistemul Solar s-a format într-un mod neobișnuit sau dacă o asemenea planetă a existat cândva, dar a dispărut.

O ipoteză publicată anterior, în 2016, sugera că una sau mai multe super-Terre s-ar fi putut forma în interiorul orbitei actuale a lui Mercur și apoi ar fi migrat spre Soare. Noul studiu încearcă să răspundă la o întrebare și mai spectaculoasă: dacă una dintre ele chiar a căzut în Soare, mai poate fi găsită astăzi dovada?

Răspunsul oferit de modele este: posibil.

Soarele are două „ciudățenii” pe care modelele nu le explică perfect

Deși Soarele este de departe steaua pe care oamenii de știință o cunosc cel mai bine, modelele teoretice nu reproduc perfect tot ceea ce observăm în interiorul lui.

Una dintre probleme privește viteza sunetului în straturile de sub zona de convecție și adâncimea acestei zone. Astronomii pot studia interiorul Soarelui prin helioseismologie, analizând oscilațiile și undele care se propagă prin stea. Într-un fel, cercetătorii folosesc vibrațiile Soarelui așa cum medicii folosesc ultrasunetele pentru a obține informații despre interiorul corpului.

Iar măsurătorile reale nu coincid perfect cu predicțiile unor modele solare standard. A doua anomalie este chimică. Soarele are în prezent la suprafață mult mai puțin litiu decât ar fi de așteptat pornind de la compoziția materiei din care s-a format Sistemul Solar. Studiul arată că abundența fotosferică actuală a litiului este cu peste două ordine de mărime sub valoarea estimată pentru nebuloasa protosolară.

De zeci de ani au fost propuse diferite mecanisme pentru a explica aceste discrepanțe. Yıldız a testat o posibilitate diferită: dacă ambele mistere sunt, de fapt, urmele aceluiași eveniment produs în copilăria Soarelui?

Ce s-ar fi întâmplat când planeta a căzut în Soare

Cercetătorul a folosit MESA, un software consacrat pentru modelarea evoluției stelelor, și a simulat diferite istorii ale Soarelui.

În unele modele, tânărul Soare înghite material bogat în elemente grele — ceea ce ar corespunde materiei unei planete stâncoase — iar ulterior continuă să acumuleze material din discul protoplanetar. Rezultatul este remarcabil. Modelele care includ înghițirea unei super-Terre reproduc simultan mai bine mai multe caracteristici observate astăzi: profilul vitezei sunetului în interiorul Soarelui, adâncimea zonei convective, compoziția chimică de la suprafață și deficitul de litiu.

Materialul planetei ar fi coborât sub zona de convecție a Soarelui și ar fi creat acolo o zonă îmbogățită în elemente grele. Această modificare ar fi influențat opacitatea și structura internă a stelei, iar efectele ar fi putut supraviețui miliarde de ani. Cu alte cuvinte, planeta ar fi dispărut fizic, dar compoziția ei ar fi rămas imprimată în interiorul Soarelui.

O planetă stâncoasă ar putea pătrunde surprinzător de adânc în Soare

Una dintre întrebările evidente este cum ar putea o planetă să supraviețuiască suficient de mult după intrarea într-o stea. Studiul a analizat inclusiv acest aspect. Modelele indică faptul că o planetă stâncoasă, compactă, ar putea traversa straturile exterioare convective ale tânărului Soare fără să-și piardă imediat cea mai mare parte a masei. Astfel, corpul ar putea ajunge suficient de adânc înainte de a fi distrus și dizolvat, depunând materialul greu în regiuni unde acesta ar putea produce o semnătură de lungă durată.

Royal Astronomical Society subliniază că această concluzie întărește fezabilitatea scenariului: nu este suficient ca planeta să fi căzut spre Soare; trebuie ca materia ei să ajungă în locul potrivit pentru a modifica structura pe care o observăm astăzi.

Soarele ar putea fi „arhiva” crimei cosmice

Poate cea mai spectaculoasă parte a cercetării este că ipoteza nu este prezentată drept imposibil de verificat. Astronomii au deja metode foarte precise de măsurare a interiorului Soarelui prin helioseismologie. Dacă planeta ipotetică a modificat distribuția elementelor grele și structura internă a stelei într-un mod specific, viitoarele analize ar putea căuta exact această semnătură.

„Studiul nostru întreabă dacă Soarele însuși ar putea păstra dovezi observabile că un asemenea eveniment chiar s-a produs”, explică Yıldız. Următorul pas este verificarea independentă a acestor „amprente”. Asta este și principala limită a cercetării: nu s-a demonstrat încă faptul că Soarele a devorat planeta.

Noul studiu arată că scenariul este fizic posibil și că produce un Soare care seamănă surprinzător de bine cu cel observat astăzi. Pentru transformarea ipotezei într-o dovadă mult mai puternică este nevoie ca semnătura prezisă să fie detectată independent.

Soarele nu ar fi singura stea care își înghite planetele

Ideea unei stele care devorează o planetă poate suna exotic, dar fenomenul nu mai este pur teoretic. Astronomii au identificat alte stele ale căror proprietăți sugerează ingerarea de material planetar, iar în 2023 cercetătorii au raportat observații ale unui eveniment interpretat drept înghițirea unei planete de către o stea.

Studiul lui Yıldız citează asemenea cazuri și arată că migrarea planetelor spre stelele lor este un proces plauzibil în evoluția sistemelor planetare. Dacă ipoteza privind Soarele va fi confirmată, ea ar putea rezolva dintr-o singură lovitură două mistere. Ar explica de ce steaua noastră nu se comportă perfect așa cum prevăd modelele standard și, în același timp, ar oferi un răspuns la una dintre cele mai ciudate particularități ale Sistemului Solar: de ce noi nu avem o super-Terra, când asemenea lumi sunt atât de comune în jurul altor stele.

Poate că am avut una. Doar că, în urmă cu miliarde de ani, a ajuns în Soare.