太陽が数十億年前の初期段階において、「スーパー・アース」と呼ばれる地球の5倍から10倍の質量を持つ惑星を飲み込んだ可能性があるという研究結果が発表されました。トルコのEge Universityの天文学教授であるムトル・イルディズ（Mutlu Yildiz）氏らが、高度な恒星進化ソフトウェアを用いたコンピューターシミュレーションによって導き出したものです。
この研究は、学術誌『Monthly Notices of the Royal Astronomical Society』に掲載されました。
太陽内部に残る化学的な「指紋」とリチウムの謎
研究チームは、太陽の現在の特性と最も一致するシナリオを調査し、その結果、地球より質量が大きく、水星のように重元素に富んだ岩石惑星を飲み込んだモデルが、実際の測定値と密接に一致することを発見しました。
特に重要な手がかりとなったのが、化学元素のリチウムです。太陽の表面にあるリチウムの量は、形成時のガス雲や隕石から推定される期待値よりも100倍以上少ないことが分かっています。リチウム原子は恒星の非常に高温な深部でしか分解されないため、何らかの要因でリチウムが深部へ引きずり込まれた可能性が示唆されています。
イルディズ教授は、リチウムが乏しく重元素に富んだ惑星が太陽に飲み込まれ、その物質が太陽の外層に混ざり合ったことで、このリチウム不足が説明できると述べています。また、表面直下に埋もれた追加の重元素により、音波の伝播方法や外層の対流の深さなど、太陽内部のモデルが実際の観測結果とより整合するようになりました。
惑星の移動と「Dev Dilek」の仮説
今回の研究を支持する先行研究では、水星よりも太陽に近い軌道に一つ以上のスーパー・アースが形成された可能性が指摘されています。これらの惑星は、幼い太陽を囲んでいたガスと塵の円盤である「原始惑星系円盤」の中を移動し、最終的に太陽へと衝突したと考えられています。
イルディズ教授はこの仮説上の惑星を、トルコ語で「大きな願い」を意味する「Dev Dilek」と名付けました。「Dilek」という名は伝統的に水星への願いに関連しており、「Dev」は巨人を意味します。
研究チームは、コンパクトで鉄に富んだ岩石惑星が、太陽の熱いガスの中を落下しながら、適切な深さに物質を届けるまで生存できるかどうかも別途計算して検証しました。
このモデルは、太陽が惑星を完全に飲み込んだ必要はなく、激しい衝突が太陽の構造や化学組成に影響を与えた可能性を示しています。ただし、今回の結果はあくまでコンピューターモデリングと未解明の太陽の特徴に基づいたものであり、完全に証明されたわけではありません。
イルディズ教授は、惑星の飲み込みによって生じた構造的・化学的なシグネチャーが今も太陽内部に存在し、検出可能であると考えており、これらの「指紋」を独立して検出できるかを確認することが次のステップになると述べています。