Ein seltsam großer „verbotener“ Exoplanet umkreist einen relativ kleinen Stern
Astronomen haben einen „verbotenen“ Planeten entdeckt, der viel größer zu sein scheint, als es angesichts der Umstände möglich sein sollte. Ein Forscherteam untersuchte einen Kandidaten für einen Exoplaneten namens TOI 5205b, der zuerst vom Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA identifiziert wurde, und bestätigte nicht nur, dass der Planet dort war, sondern entdeckte auch, dass er einige verblüffende Eigenschaften aufweist.
Der Exoplanet umkreist einen Sterntyp, der als M-Zwerg oder Roter Zwerg bezeichnet wird. Dies ist die häufigste Art von Sternen in unserer Galaxie und sie sind klein und kühl und normalerweise etwa halb so heiß wie unsere Sonne.
Während es üblich ist , Exoplaneten zu finden, die Rote Zwerge umkreisen , ist es selten, Gasriesen zu finden, die sie umkreisen. Und im Fall der jüngsten Entdeckung wurde festgestellt, dass der Gasriesen-Exoplanet einen massearmen M-Zwerg umkreist, von dem noch nie etwas gehört wurde. Der Planet ist im Vergleich zu seinem Stern sehr groß und blockiert etwa 7 % des Lichts des Sterns, wenn er vor ihm vorbeizieht.
„Der Wirtsstern TOI-5205 ist nur etwa viermal so groß wie Jupiter, hat es aber irgendwie geschafft, einen Planeten von Jupitergröße zu bilden, was ziemlich überraschend ist!“ sagte leitender Forscher Shubham Kanodia von der Carnegie Institution for Science in einer Erklärung .
Der Grund, warum der Fund überraschend ist, liegt in der Art und Weise, wie sich Planeten bilden. Es wird angenommen, dass sich Planeten aus Gas- und Staubscheiben um Sterne bilden, die als protoplanetare Scheiben bezeichnet werden. Aber Modelle der Bildung von Gasriesen deuten darauf hin, dass diese zuerst einen Kern aus felsigem Material benötigen, um zusammenzukommen, bevor Gas schnell nach oben geschwemmt wird, um den Planeten zu bilden – und das scheint in diesem Fall nicht möglich zu sein.
Selbst wenn sich das gesamte Material in der Scheibe um diesen Stern zu einem Planeten zusammenfügen würde, würde es immer noch nicht ausreichen, um einen Gasriesen dieser Größe zu bilden – es müsste mindestens fünfmal so viel Material vorhanden sein, um etwas zu bilden so groß.
„Die Existenz von TOI-5205b erweitert unser Wissen über die Scheiben, in denen diese Planeten geboren werden“, sagte Kanodia. „Wenn am Anfang nicht genug Gesteinsmaterial in der Scheibe vorhanden ist, um den anfänglichen Kern zu bilden, kann man keinen Gasriesenplaneten bilden. Und am Ende, wenn die Scheibe verdunstet, bevor sich der massive Kern gebildet hat, dann kann man keinen Gasriesenplaneten bilden.
„Trotz dieser Leitplanken hat sich TOI-5205b gebildet. Basierend auf unserem nominellen aktuellen Verständnis der Planetenentstehung sollte TOI-5205b nicht existieren; es ist ein ‚verbotener‘ Planet.“
Wie dieser Planet entstanden ist, könnte sein, dass sich in diesen Scheiben viel mehr Staub befindet als bisher angenommen, oder dass es einige Aspekte der Planetenentstehung gibt, die wir noch nicht verstehen. Um mehr zu erfahren, schlagen die Forscher vor, dass der Planet mit dem James-Webb-Weltraumteleskop untersucht werden könnte – und er bietet aufgrund seines großen Transits eine verlockende Perspektive.
Die Forschung wird im The Astronomical Journal veröffentlicht.