I mytologin, Titan Kronos slukade sina barn, inklusive Poseidon (bättre känd som planeten Neptunus), Hades (Pluto) och tre döttrar.

Så när en grupp Princeton -astronomer upptäckte tvillingstjärnor, varav en visade tecken på att ha fått i sig ett dussin eller fler steniga planeter, de namngav dem efter Kronos och hans mindre kända bror Krios. Deras officiella beteckningar är HD 240430 och HD 240429, och de är båda cirka 350 ljusår från jorden.

Nycklarna till upptäckten bekräftade först att det vitt separerade paret faktiskt är ett binärt par, och för det andra observera Kronos påfallande ovanliga kemiska överflödsmönster, förklarade Semyeong Åh, en doktorand i astrofysiska vetenskaper som är huvudförfattare på ett nytt papper som beskriver Kronos och Krios. Oh jobbar med David Spergel, Charles A. Young professor i astronomi på Class of 1897 Foundation och chef för Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics.

Andra par som rör sig i samma rörelse har haft olika kemier, Åh förklarade, men ingen så dramatisk som Kronos och Krios.

De flesta stjärnor som är lika metallrika som Kronos "har alla andra element förbättrade på en liknande nivå, " Hon sa, "medan Kronos har flyktiga element undertryckta, vilket gör det riktigt konstigt i det allmänna sammanhanget med stjärnmängder. "

Med andra ord, Kronos hade en ovanligt hög nivå av bergbildande mineraler, inklusive magnesium, aluminium, kisel, järn, krom och yttrium, utan en lika hög nivå av flyktiga föreningar - de som oftast finns i gasform, som syre, kol, kväve och kalium.

Kronos ligger redan utanför den galaktiska normen, sa Åh, och dessutom, "eftersom den har en fantastisk följeslagare att jämföra den med, det gör fallet lite starkare. "

Kronos och Krios är tillräckligt långt ifrån varandra för att vissa astronomer har ifrågasatt om de två faktiskt var ett binärt par. Båda är cirka 4 miljarder år gamla, och som vår egen, lite äldre sol, båda är gula stjärnor av G-typ. De kretsar sällan om varandra, i storleksordningen var tio, 000 år eller så. En tidigare forskare, Jean-Louis Halbwachs från Observatoire Astronomique i Strasbourg, hade identifierat dem som att flytta-flytta ihop-i sin undersökning från 1986, men Oh identifierade dem oberoende som samflyttande baserat på tvådimensionell astrometrisk information från Europeiska rymdorganisationens Gaia-uppdrag.

Under en gruppforskningsdiskussion på Flatiron Institute, en kollega föreslog att deras datauppsättningar skulle samlas. John Brewer, en postdoktor från Yale University på besök vid Columbia University, hade använt data från Keck -observatoriet på Mauna Kea, Hawaii, för att beräkna de spektrografiska kemierna och stjärnornas radiella hastigheter.

"John föreslog att vi kanske skulle korsmatcha min samflyttningskatalog med hans kemiska överflödskatalog, eftersom det är intressant att fråga om de har samma kompositioner, "Åh sa.

Binära stjärnor bör ha matchande radiella hastigheter, men den informationen hade inte varit tillgänglig i Gaia -datasetet, så att se deras matchande hastigheter i Brewer's data stödde teorin att Kronos och Krios, fast två ljusår från varandra, var en binär uppsättning.

Sedan märkte forskarna de extrema kemiska skillnaderna mellan dem.

"Jag är lätt upphetsad, så så snart de hade samma radiella hastigheter och olika kemi, mitt sinne började redan tävla, "sa Adrian Price-Whelan, en Lyman Spitzer, Jr. Postdoktor i astrofysiska vetenskaper och en medförfattare på tidningen.

Åh tog mer övertygande, återkallade båda forskarna. "Semyeong är försiktig och var skeptisk, "sa Price-Whelan, så hennes första steg var att dubbelkolla all data. När ett enkelt fel hade uteslutits, de började underhålla olika teorier. Kanske hade Kronos och Krios ackrediterat sina planetdiskar vid olika tidpunkter under stjärnbildning. Den där kan inte testas, sa Price-Whelan, men det verkar osannolikt.

Kanske började de flytta ihop nyligen, efter handelspartners med ytterligare ett par binära stjärnor, en process som kallas binärt utbyte. Oh utesluter det med "en enkel beräkning, "sa hon." Hon är väldigt blygsam, "Noterade Price-Whelan.

Ohs skepsis togs slutligen över när hon plottade det kemiska överflödsmönstret som en funktion av kondensationstemperaturen - de temperaturer vid vilka flyktiga ämnen kondenserar till fasta ämnen. Kondenstemperaturer spelar en nyckelroll i planetbildning eftersom steniga planeter tenderar att bildas där det är varmt - närmare en stjärna - medan gasjättar lättare bildas i de kallare områdena långt från deras stjärna.

Hon observerade omedelbart att alla mineraler som stelnar under 1200 Kelvin var de Kronos hade lågt i, medan alla mineraler som stelnar vid varmare temperaturer var rikliga.

"Andra processer som förändrar överflödet av element generellt i hela galaxen ger dig inte en sådan trend, "sa Price-Whelan." De skulle selektivt förbättra vissa element, och det verkar slumpmässigt om du ritar det mot kondenstemperaturer. Det faktum att det finns en trend där antydde mot något relaterat till planetbildning snarare än galaktisk kemisk utveckling. "

Det var hennes "Aha!" ögonblick, Åh sa. "Alla element som skulle utgöra en stenig planet är exakt de element som förbättras på Kronos, och de flyktiga elementen förbättras inte, så det ger ett starkt argument för ett planet uppslukningsscenario, istället för något annat. "

Oh och hennes kollegor beräknade att för att få dessa många stenbildande mineraler utan många flyktiga ämnen skulle det krävas att uppsluka ungefär 15 jordmassplaneter.

Att äta en gasjätt skulle inte ge samma resultat, Price-Whelan förklarade. Jupiter, till exempel, har en inre stenig kärna som lätt kan ha 15 jordmassor av stenigt material, men "om du skulle ta Jupiter och kasta den i en stjärna, Jupiter har också detta enorma gasformiga kuvert, så du skulle också förbättra kol, kväve - de flyktiga ämnen som Semyeong nämnde, "sa han." För att vända på det, du måste slänga in ett gäng mindre planeter. "

Medan ingen känd stjärna har 15 planeter i jordstorlek i omloppsbana runt sig, rymdteleskopet Kepler har upptäckt många flerplanetsystem, sa Jessie Christiansen, en astronom vid NASA Exoplanet Science Institute vid California Institute of Technology, som inte var inblandad i forskningen. "Jag ser inga problem med att det finns mer än 15 jordmassor av tillförlitligt material runt en stjärna av soltyp." Hon pekade på Kepler-11, som har mer än 22 jordmassor av material på sex planeter med nära banor, eller HD 219134, som har minst 15 jordmassor av material på sina fyra inre planeter.

"Just nu, vi är fortfarande på stadiet med att sammanställa olika observationer för att avgöra hur och när exoplaneter bildas, "sa Christiansen." Det är svårt att direkt observera planetbildning runt unga stjärnor - de är vanligtvis inhägnade i damm, och stjärnorna själva är väldigt aktiva, vilket gör det svårt att ta bort alla signaler från planeterna. Så vi måste utläsa vad vi kan utifrån den begränsade informationen vi har. Om det styrks, detta nya fönster mot massorna och sammansättningarna av materialet i de tidiga stadierna av planetsystem kan ge avgörande begränsningar för teorier om planetbildning. "

Forskningen har också betydelse för modeller för stjärnbildning, noterade Price-Whelan.

"Ett av de vanliga antagandena-väl motiverat, men det är ett antagande - det som är genomgripande genom galaktisk astronomi just nu är att stjärnor föds med [kemiska] överflöd, och de behåller sedan dessa överflöd, "sa han." Detta är en indikation på att, åtminstone i vissa fall, det är katastrofalt falskt. "