En massiv planet i Jupiterstorlek har hittats kretsar kring en relativt liten stjärna med låg massa, vilket överraskar astronomer och utmanar teorier om planetbildning.
Den extrasolära planeten eller exoplaneten kretsar kring den röda dvärgen TOI-4860. TOI-4860 ligger i stjärnbilden Corvus och har en massa som bara är ungefär en tredjedel av solens massa. Exoplaneten i fråga, som det passande namnet TOI-4860 b, är så nära stjärnan att den kan fullfölja en omloppsbana ungefär var 1,5:e jorddag, vilket klassificerar den som en “varm Jupiter”.
Detta är ovanligt av två skäl.
För det första bör planeter som denna inte bildas runt stjärnor med låg massa, eftersom de är ungefär tre fjärdedelar av Jupiters bredd. För det andra verkar TOI-4860 b vara mycket anrikad på metaller – en term som astronomer använder för att beskriva grundämnen tyngre än väte och helium.
“Enligt den kanoniska modellen för planetbildning, ju mindre massiv en stjärna är, desto mindre massiv är materiaskivan runt den stjärnan”, säger en gruppmedlem och Ph.D. från University of Birmingham. sade kandidaten George Dransfield i ett uttalande. “Eftersom planeter bildas från denna skiva, antogs det allmänt att massiva planeter som Jupiter inte skulle bildas. Vi var dock nyfikna och ville kolla planetkandidater för att se om detta är möjligt. TOI-4860 är vår första bekräftelse och även den stjärna med lägsta massa som är värd för en så massiv planet.”
Relaterad: Stjärnor med superstarka magnetfält kan begränsa sökandet efter utomjordiskt liv
TOI-4860 b upptäcktes först av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), som jagar planeter utanför solsystemet genom att leta efter små dippar i ljusstyrkan hos ljuset som sänds ut av stjärnor. Dessa droppar orsakas när en kretsande planet korsar eller korsar ytan på sin moderstjärna.
Dransfield och kollegor spårade sedan denna iakttagelse genom att observera systemet med Search for habitable Planets Eclipsing Ultra-cool Stars (SPECULOOS) södra observatoriet. SPECULOOS jagar exoplaneter med samma teknik som TESS, men fokuserar på små och coola stjärnor. Som sådan jagar anläggningen, baserad vid Paranal-observatoriet i Chiles Atacamaöknen, vanligtvis världar i jordstorlek snarare än betydligt större gasjättar som TOI-4860 b.
Med hjälp av SPECULOOS tittade teamet på planeten när den dök upp och försvann bakom sin stjärna. Denna observation följdes upp med kollegor vid Subaru-teleskopet på Hawaii.
Hur en så stor exoplanet kom att kretsa kring en stjärna med låg massa är ett mysterium, men sammansättningen av TOI-4860 b skulle kunna ge en ledtråd till dess ursprung.
“En ledtråd till vad som kan ha hänt är gömd i de planetariska egenskaperna, som verkar vara särskilt rika på tunga element”, säger Amaury Triaud, professor och teamledare vid University of Birmingham. “Vi upptäckte också något liknande i värdstjärnan.”
Triaud tillade att detta överflöd av tunga element sannolikt fungerade som en katalysator för att påskynda planetens bildningsprocess.
TOI-4860 b:s korta omloppsperiod kombinerat med egenskaperna hos dess moderstjärna, såsom dess höga metallicitet, betyder att detta system kan vara särskilt användbart för att studera atmosfären hos varma Jupiters och bättre bestämma hur dessa gasjättar bildas.
Liknande inlägg:
— Nedgrävda hav kan vara vanliga på isiga exoplaneter
– NASA:s TESS exoplanetjaktsatellit firar femårsjubileum i rymden
— Metallmoln förvandlar den brännheta exoplaneten till den största spegeln i universum
Teamet bakom upptäckten av denna exoplanet har nu för avsikt att använda Very Large Telescope (VLT) i Atacamaökenregionen i norra Chile för att söka efter liknande världar runt små värdstjärnor.
“Jag är alltid tacksam mot de duktiga doktoranderna i vårt team för att de föreslår observationssystem som TOI-4860”, avslutade Triaud. “Deras arbete har verkligen lönat sig, eftersom planeter som TOI-4860 b är avgörande för att fördjupa vår förståelse av planetbildning.”
Upptäckten av den nya exoplaneten dokumenterades i en artikel som publicerades den 4 augusti i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.