Astronomer har oppdaget en gigantisk, Jupiter-lignende planet på et uventet sted, og den kretser rundt en liten, nærliggende rød dvergstjerne, viser en ny studie.
Oppdagelsen av en så stor planet rundt en så bitteliten stjerne kan tvinge astronomer til å revurdere hvordan planeter dannes, sa forskerne.
Røde dverger er den vanligste stjernetypen i universet, og utgjør mer enn 70% av stjernene i kosmos. Disse stjernene er små og kalde, typisk omtrent en femtedel så massiv som solen og opptil 50 ganger dimmere. Likevel, like vanlig som røde dverger er det bare rundt 10% av de 4000 eksoplanettene som hittil er oppdaget i bane rundt disse stjernene.
Ved hjelp av observatoriene Calar Alto, Sierra Nevada og Montsec i Spania og Las Cumbres observatorium i California analyserte forskerne den nærliggende røde dvergstjernen GJ 3512, som ligger omtrent 31 lysår fra Jorden. GJ 3512 er omtrent en åttedel av solens masse, nesten en syvendedel av solens diameter og mindre enn en hundreledel så lys som solen.
Uventet, rundt den røde dvergen, oppdaget forskerne en gass-gigantisk planet, kalt GJ 3512b, hvis masse var nesten halvparten av Jupiter. GJ 3512b går i bane rundt stjernen i en avstand på omtrent en tredjedel av en astronomisk enhet (AU), den gjennomsnittlige avstanden mellom Jorden og solen (som er omtrent 93 millioner miles, eller 150 millioner kilometer).
Denne gassgiganten er en mye større planet enn tidligere arbeid antydet ville kretset rundt en så bitteliten stjerne. Til sammenligning, mens solen er omtrent 1 050 ganger Jupiters masse, er GJ 3512 bare omtrent 250 ganger massen av GJ 3512b, sa studielederforfatter Juan Carlos Morales, en astrofysiker ved Institute of Space Sciences i Barcelona, Spania.
"Statistikken til eksoplaneter funnet frem til nå ser ut til å indikere at lavmasse-stjerner typisk er vert for små planeter som Jorden eller mini-Neptun, "fortalte Morales til Space.com." Den mest aksepterte modellen for planetdannelse, kjernetilstandsmodellen, peker også mot denne retningen. Men her demonstrerer vi det motsatte - det vil si at vi har funnet en gassgigant planet som kretser rundt en veldig lavmasse stjerne. "
Forskerne fant også bevis for en annen potensiell verden rundt GJ 3512, en Neptunmasseplanet som de anslår å være mer enn en sjettedel av Jupiters masse. De antydet at denne planeten går i bane rundt en avstand større enn 1,2 AU, men det er fortsatt usikkert om den verden faktisk eksisterer.
Videre antydet forskerne at en annen massiv planet en gang kan ha gått i bane rundt GJ 3512. GJ 3512bs langstrakte, ovale formede bane rundt den røde dvergen antyder at gassgiganten en gang kom i en gravitasjonskonkurranse med en annen enorm verden som senere fikk slengte ut av systemet og la en useriøs planet til det interstellare rommet.
Inntil nå hadde astronomer trodd kjernetildelingsmodell kunne forklare dannelsen av Jupiter og Saturn, så vel som mange andre gassgiganter oppdaget rundt fjerne stjerner. Denne modellen antar at gigantiske planeter er født i to faser. Først kjerner av stein og is 10 til 15 ganger jordas masse i den protoplanetære disken av gass og støv som omgir nyfødte stjerner. Etter at en kritisk masse er nådd, akkumulerer disse kjernene raskt store mengder hydrogen og heliumgass.
Stjerner med lav masse som røde dverger bør ha forholdsmessig protoplanetære disker med lav masse, så det er sannsynligvis mindre materiale i disse skivene for å danne gassgiganter. I så fall kan ikke kjernetilpasningsmodellen forklare kjempestørrelsen på GJ 3512b, sa Morales og kollegene.
I stedet foreslo forskerne at den såkalte diskinstabilitetsmodell av planetdannelse kan bidra til å forklare GJ 3512b. Denne modellen antar at en ustabil protoplanetær disk kan fragmentere i klumper av gass og støv som deretter direkte kan kollapse under deres egen tyngdekraft for å danne noen, eller kanskje alle, gassgiganter, og omgå behovet for en solid kjerne for å fungere som et frø.
"For første gang har vi nøyaktig preget en eksoplanett som ikke kan forklares med kjernedannelsesdannelsesmodellen," sa Morales. "Denne eksoplaneten beviser at gravitasjonsinstabilitetsmodellen kan spille en rolle i dannelsen av gigantiske planeter."
Forskerne fortsetter å overvåke dette systemet for å lære mer om den andre potensielle verdenen og kanskje enda flere planeter, sa Morales. Videre undersøker de ytterligere 300 røde dverger for å se etter flere eksoplaneter, la han til.
Forskerne detaljerte funnene deres online i dag (26. september) i tidsskriftet Science.
- 7 måter å oppdage fremmede planeter på
- Newfound Distant Space Rock kan være manglende lenke til planetformasjon
- 10 eksoplaneter som kan være vert for fremmed liv
