De overgrote meerderheid van de sterren heeft planeten. Dat weten we uit waarnemingen van exoplanetaire systemen. We weten ook dat sommige sterren geen planeten hebben, en misschien hebben ze nooit planeten gehad. Dit roept een interessante vraag op. Stel dat we een oude ster zien die geen planeten heeft. Hoe weten we of dat ooit is gebeurd? Misschien verloor de ster zijn planeten tijdens een dichte nadering door een andere ster, of misschien draaiden de planeten naar binnen en werden ze verteerd zoals Chronos zijn kinderen opeet. Hoe zouden we het kunnen vertellen? Een recente studie over de arXiv beantwoordt de helft van die vraag.

Het komt allemaal neer op een vreemd klein element dat bekend staat als lithium.

Lithium is het derde element in het periodiek systeem. Hoewel de meeste atomen die tijdens de oerknal werden gevormd waterstof en helium waren, werden er sporen van lithium gevormd uit de oerknal. Ongeveer één atoom op tien miljard, zo gaat het huidige model. Maar het blijkt dat er minder lithium in het universum is dan je zou verwachten. Dat komt omdat terwijl andere elementen zoals koolstof, zuurstof en ijzer in de harten van grote sterren worden gemaakt, lithium wordt vernietigd. Het is een effect dat bekend staat als lithiumverbranding en het betekent dat oudere sterren doorgaans niet veel lithium in hun atmosfeer hebben.

Astronomen gebruiken dit effect om onderscheid te maken tussen bruine dwergen met een hoge massa en sterren met een lage massa. Als er veel lithium in de atmosfeer aanwezig is, vindt er geen fusie plaats en is het een bruine dwerg. Niet veel lithium en je hebt een ster. Maar sommige sterren hebben atmosferisch lithium. Ze zijn duidelijk groot genoeg en heet genoeg om fusie te ondergaan, en ze hebben geen lithium uit hun atmosfeer verbrand. Dus wat geeft?

De algemene hypothese was dat deze ongewone sterren een ongewone interne vermenging moeten ondergaan die op de een of andere manier voorkomt dat lithium naar het binnenste van de ster wordt gefietst waar het kan worden geconsumeerd. Deze laatste studie stelt een alternatief voor. Misschien hebben deze sterren in plaats daarvan hun jonge planeten opgegeten.

Omdat planeten geen lithium verbranden wanneer een planeet wordt opgegeten door een ster, wordt lithium toegevoegd aan de mix van de ster. Het team simuleerde hoe dat toegevoegde lithium zich zou gedragen in het binnenste van een ster en hoe lang het zou duren om uit de bovenste lagen van de ster te verdwijnen. Ze ontdekten dat kleinere rode dwergsterren redelijk effectief zijn in het verbranden van het nieuwe lithium. Because a small star has large convection zones that mix its interior really well, within a few hundred million years the new lithium is depleted. But for larger, more sun-like stars, lithium can hang around for billions of years. Long after a planet is consumed, its lithium is still present in the stellar atmosphere.

So if we see an old sun-like star with lithium in its atmosphere, it's quite possible it once had planets. Stellar lithium seems to be a good sign of a sated star after a planetary meal. + Verder verkennen

Study reveals secret life of lithium in Sun-like stars