太陽は惑星を飲み込んだのか？太陽の謎を解く新仮説
太陽の表面はなぜ異常なほどリチウムが少ないのか。そして太陽の内部構造の最下部では、音速の観測値が理論モデルと一致しない。こうした長年の謎に、トルコのエゲ大学のMutlu Yildiz教授が新たな仮説を提唱した。太陽系の形成初期に、太陽が大きな惑星を飲み込んだ可能性があるというのだ。
太陽の二つの謎
太陽についての研究が進む中、科学者たちは数十年前から、この星に奇妙な特徴があることに気付き始めた。
一つ目の異常は、太陽の表面に見られるリチウムの欠乏である。太陽が形成された数十億年前の原始太陽系円盤には、現在の太陽の外層に見られるリチウムより2桁も多い量のリチウムが存在していたと考えられている。しかし、どこへ消えてしまったのか。
二つ目の謎は、太陽の対流圏の最下部での音速に関わる。対流圏は太陽の最外層のすぐ下の内部領域で、ここではプラズマの対流によって熱が運ばれている。天文学者たちは、対流圏を上昇する圧力波を観測することで、太陽の内部構造を探ることができる。この「ヘリオ地震学」の測定手法は、地球の内部を調べるセイスモロジーと同じ原理だ。ところが、対流圏の最下部で測定された音速は、理論モデルの予測値と合致しない。何かがおかしいのである。
惑星の残骸が太陽を揺らしているのか
Yildiz教授は、この二つの問題が同時に解決される可能性を検討した。太陽に飲み込まれた惑星の残骸が太陽の内部をかき混ぜているとしたら、どうだろうか。
同教授は太陽の進化をモデル化し、その結果を太陽の内部に関する精密な観測データと比較した。すると、スーパーアース（地球よりも大きく、ガス惑星よりは小さい岩石系惑星）の取り込みが、太陽の内部構造の微妙な変化とリチウム量の枯渇という、長年の謎を説明するのに役立つことが分かったという。
Yildiz教授は異なるサイズと組成を持つ複数の惑星シナリオをモデル化し、太陽の観測条件を再現できるかを調べた。その結果、埋め込まれた惑星が実際にこれらの食い違いを引き起こしている可能性が見えてきた。観測された太陽の特性を最もよく説明する惑星の特性から逆算すると、地球の約5.6倍の大きさを持つ岩石系のスーパーアースであり、リチウムに乏しい組成であったと推定される。
惑星移動（planetary migration）は他の恒星周りの系外惑星の研究から、宇宙では一般的に起こることが知られている。水星の軌道より内側で形成されたスーパーアースが、若い太陽へと螺旋状に落ち込んで衝突することは、十分あり得る筋書きである。
証拠を求めて
Yildiz教授の論文は、太陽に惑星が埋め込まれていることを直接証明してはいない。だが、太陽の対流圏の深さや化学組成といった他の観測特性とも矛盾しながら、複数の謎を同時に解決できるという点は特筆に値する。
同教授は、こうした飲み込みが実際に起こったことの痕跡が、太陽の観測から検出される可能性があると述べている。「次のステップは、これらの指紋が独立して検出できるかどうかを確認することです」とYildiz教授は語った。
出典: Universe Today
