Astronomen hebben een gigantische, Jupiter-achtige planeet ontdekt op een onverwachte locatie en die draait om een kleine, nabijgelegen rode dwergster, zo blijkt uit een nieuwe studie.
De ontdekking van zo'n grote planeet rond zo'n kleine ster kan astronomen ertoe dwingen opnieuw na te denken over hoe planeten zich vormen, aldus de onderzoekers.
Rode dwergen zijn het meest voorkomende type ster in het universum en vormen meer dan 70% van de sterren in de kosmos. Deze sterren zijn klein en koud, meestal ongeveer een vijfde zo zwaar als de zon en tot 50 keer zwakker. Toch, zo gewoon als rode dwergen, slechts ongeveer 10% van de 4.000 exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt, cirkelen rond deze sterren.
Met behulp van de astronomische observatoria Calar Alto, Sierra Nevada en Montsec in Spanje en het observatorium Las Cumbres in Californië analyseerden de onderzoekers de nabijgelegen rode dwergster GJ 3512, die zich op ongeveer 31 lichtjaar van de aarde bevindt. GJ 3512 is ongeveer een achtste van de massa van de zon, bijna een zevende van de diameter van de zon en minder dan een honderdste zo helder als de zon.
Onverwacht ontdekten de wetenschappers rond die rode dwerg een gasreuzenplaneet, GJ 3512b genaamd, waarvan de massa bijna de helft was van die van Jupiter. GJ 3512b draait om zijn ster op een afstand van ongeveer een derde van een astronomische eenheid (AU), de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon (ongeveer 93 miljoen mijl of 150 miljoen kilometer).
Deze gasreus is een veel grotere planeet dan eerder voorgesteld werk om zo'n kleine ster zou cirkelen. Ter vergelijking: terwijl de zon ongeveer 1050 keer de massa van Jupiter is, is GJ 3512 slechts ongeveer 250 keer de massa van GJ 3512b, zei hoofdauteur Juan Carlos Morales, een astrofysicus aan het Institute of Space Sciences in Barcelona, Spanje.
'De statistieken van exoplaneten tot nu toe gevonden lijkt erop te wijzen dat sterren met een lage massa doorgaans kleine planeten als de aarde of mini-Neptunus huisvesten, 'vertelde Morales aan Space.com.' Het meest geaccepteerde model van planeetvorming, het kernacretiemodel, wijst ook in deze richting. Maar hier demonstreren we het tegendeel - dat wil zeggen, we hebben een gasreuzenplaneet gevonden die om een ster met een zeer lage massa draait. '
De wetenschappers vonden ook bewijs van een andere potentiële wereld rond GJ 3512, een planeet van de Neptunus-massa waarvan zij schatten dat deze meer dan een zesde massa van Jupiter is. Ze suggereerden dat deze planeet draait op een afstand groter dan 1,2 AU, maar het blijft onzeker of die wereld echt bestaat.
Bovendien suggereerden de onderzoekers dat een andere massieve planeet ooit in een baan om GJ 3512 zou kunnen draaien. De langgerekte, ovale baan van GJ 3512b rond de rode dwerg suggereert dat de gasreus ooit in een zwaartekracht-touwtrekken terechtkwam met een andere enorme wereld die vervolgens hing uit het systeem en voegde een schurkenplaneet toe aan de interstellaire ruimte.
Tot nu toe dachten astronomen dat kernaanwasmodel zou de vorming van Jupiter en Saturnus kunnen verklaren, evenals vele andere gasreuzen die rond verre sterren zijn ontdekt. Dit model gaat ervan uit dat gigantische planeten in twee fasen worden geboren: ten eerste vormen de rots- en ijskernen 10 tot 15 keer de massa van de aarde binnen de protoplanetaire schijf van gas en stof die pasgeboren sterren omringt. Vervolgens, nadat een kritische massa is bereikt, hopen deze kernen snel grote hoeveelheden waterstof en heliumgas op.
Lage massa sterren zoals rode dwergen zouden proportioneel lage protoplanetaire schijven moeten hebben, dus er is waarschijnlijk minder materiaal in deze schijven om gasreuzen te vormen. Als dat zo is, kan het model met kernacretie de gigantische grootte van GJ 3512b niet verklaren, zeiden Morales en zijn collega's.
In plaats daarvan suggereerden de onderzoekers dat de zogenaamde schijf instabiliteit model van planeetvorming kan GJ 3512b helpen verklaren. Dit model gaat ervan uit dat een onstabiele protoplanetaire schijf kan opsplitsen in klonten van gas en stof die vervolgens onder hun eigen zwaartekracht direct kunnen instorten om enkele, of misschien wel alle, gasreuzen te vormen, waarbij de noodzaak van een vaste kern om als zaad te fungeren wordt omzeild.
"Voor het eerst hebben we een exoplaneet nauwkeurig gekarakteriseerd die niet kan worden verklaard door het model van kernacretievorming," zei Morales. 'Deze exoplaneet bewijst dat het gravitatie-instabiliteitsmodel een rol kan spelen bij de vorming van gigantische planeten.'
De onderzoekers blijven dit systeem volgen om meer te weten te komen over de tweede potentiële wereld en misschien zelfs meer planeten, zei Morales. Bovendien onderzoeken ze nog eens ongeveer 300 rode dwergen om te zoeken naar meer exoplaneten, voegde hij eraan toe.
De wetenschappers hebben gedetailleerd hun bevindingen vandaag online (26 september) in het tijdschrift Science.
- 7 manieren om buitenaardse planeten te ontdekken
- Opnieuw gevonden verre ruimtesteen kan de ontbrekende schakel van planeetvorming zijn
- 10 exoplaneten die buitenaards leven zouden kunnen hosten
