天文學界的一個共識是，行星和它們各自的主星之間存在着成分上的聯繫。 不過，科學家首次提供了支持這一假設的經驗性證據，但部分證據也與該共識存在矛盾。恆星和行星是由相同的宇宙氣體和塵埃形成的。在形成過程中，一些物質凝結並形成岩質行星，其餘的要麼被恆星積累，要麼成為氣態行星的一部分。
因此，假設恆星和其行星組成之間存在聯繫是合理的，並且已經得到了證實，例如在太陽系中的大多數岩質行星（水星是個例外）。
不過這個假設在天體物理學中，無法完整證明是正確的。2021 年 10 月 15 日發表在《Science》雜誌上的論文中，由葡萄牙天體物理學和西班牙科學研究所（IA）帶領，伯爾尼大學 NCCR PlanetS 和蘇黎世大學的研究人員參與的國際團隊，為這一假設提供了首個經驗性證據，但也在某個部分推翻了這一假設。
為了確定恆星及其行星的成分是否相關，研究小組比較了兩者的非常精確的測量結果。對於恆星，團隊測量了它們的發射光，也就是帶有其成分的特徵光譜指紋。岩質行星的組成是間接確定的。它們的密度和成分是由它們測量的質量和半徑得出的。直到最近，才有足夠多的行星被精確地測量出來，從而有可能進行這類有意義的調查。
該研究的共同作者、伯爾尼大學天體物理學講師和 NCCR PlanetS 成員 Christoph Mordasini 解釋道：“但是，由於恆星和岩質行星在本質上是完全不同的，所以無法直接比較它們的組成。因此我們將這些行星的組成與它們的恆星的理論上的冷卻版本進行比較。雖然恆星的大部分物質–主要是氫和氦–在冷卻時仍然是氣體，但有一小部分會凝結，由鐵和硅酸鹽等岩石形成的物質組成”。
伯爾尼行星形成和演變模型（Bern Model of Planet Formation and Evolution）自 2003 年以來不斷發展。Christoph Mordasini 表示：“對涉及行星形成和演變的多種過程的洞察力被整合到模型中。利用這個 Bern 模型，研究人員能夠計算出冷卻下來的恆星的這種岩石形成材料的成分。然後我們將其和岩質行星進行比較”。
該研究的主要作者、國際原子能機構的研究員瓦爾丹·阿迪貝基揚（Vardan Adibekyan）表示：“我們的結果表明，我們關於恆星和行星組成的假設並沒有根本性的錯誤：岩質行星的組成確實與它們的主星的組成密切相關。然而，這種關係並不像我們預期的那樣簡單”。
該研究的共同作者、NCCR PlanetS 成員、蘇黎世大學的 Ambizione 研究員 Caroline Dorn 表示：“然而，對於一些行星來說，行星中的鐵丰度甚至高於恆星中的鐵丰度。這可能是由於對這些行星的巨大撞擊，打破了一些外部的、較輕的材料，而密集的鐵核心仍然存在。因此，該結果可以為科學家提供有關這些行星歷史的線索”。
Christoph Mordasini 解釋說：“這項研究的結果對於約束根據質量和半徑測量得出的計算密度而假定的行星組成也非常有用。由於不止一種成分可以適合某種密度，我們的研究結果告訴我們，我們可以根據宿主星的成分縮小潛在的成分。而且，由於行星的確切成分會影響，例如，它含有多少放射性物質或它的磁場有多強，它可以決定這個行星是否對生命友好”。