Een gasreus exoplaneet die twee keer zo zwaar is als de aarde is ontdekt: ScienceAlert

Een nieuw gewogen exoplaneet heeft astronomen verbijsterd.

Na metingen van een zeer kleine exoplaneet ter grootte van Jupiter, HD-114082b genaamd, ontdekten wetenschappers dat de kenmerken ervan niet helemaal overeenkwamen met een van de twee populaire modellen van de vorming van gasreuzenplaneten.

Simpel gezegd, het is gewoon te zwaar voor zijn leeftijd.

“Vergeleken met de momenteel geaccepteerde modellen is HD-114082b twee tot drie keer te dicht voor een jonge gasreus van slechts 15 miljoen jaar oud”, zei hij. legt astrofysicus Olga Zakhazy uit van het Max Planck Instituut voor Astronomie in Duitsland.

De exoplaneet draait om een ​​ster genaamd HD-114082 op ongeveer 300 lichtjaar afstand en is het onderwerp geweest van een intense dataverzamelingscampagne. Met slechts 15 miljoen jaar oud is HD-114082b een van de jongste exoplaneten die ooit zijn ontdekt, en het begrijpen van de eigenschappen ervan kan aanwijzingen geven over hoe planeten ontstaan ​​- een proces dat niet volledig wordt begrepen.

Er zijn twee soorten gegevens nodig om een ​​exoplaneet volledig te karakteriseren, op basis van het effect op zijn gastster. Transitgegevens zijn een registratie van de manier waarop het licht van een ster wordt gedimd wanneer een exoplaneet in een baan ervoor passeert. Als we weten hoe helder de ster is, kan dit zwakke dimmen de grootte van een exoplaneet onthullen.

Radiale snelheidsgegevens daarentegen zijn een registratie van hoeveel de ster op zijn plaats wiebelt als reactie op de zwaartekracht van de buitenste planeten. Als we de massa van de ster kennen, kan de amplitude van zijn schommeling ons de massa van de exoplaneet geven.

Al bijna vier jaar verzamelen onderzoekers radiale snelheidswaarnemingen van HD-114082. Met behulp van de verzamelde transit- en radiale snelheidsgegevens stelden de onderzoekers vast dat HD-114082b een vergelijkbare straal heeft Jupiter – Maar de massa van Jupiter is 8 keer groter. Dit betekent dat de dichtheid van de exoplaneet bijna het dubbele is van die van de aarde en ongeveer 10 keer die van Jupiter.

Door de grootte en massa van deze kleine exoplaneet is het onwaarschijnlijk dat het een zeer grote, rotsachtige planeet zal zijn; bovengrenzen eromheen 3 de straal van de aarde En de 25 landmassa’s.

Er is ook een zeer klein dichtheidsbereik in rotsachtige exoplaneten. Boven dit bereik, het lichaam wordt intenserEn de zwaartekracht van de planeet begint een belangrijke atmosfeer van waterstof en helium vast te houden.

HD-114082b overtreft deze parameters aanzienlijk, wat betekent dat het een gasreus is. Maar astronomen weten niet hoe dit is gebeurd.

“We denken dat gigantische planeten op twee mogelijke manieren kunnen ontstaan,” zegt astronoom Ralph Lönnhardt mpia. “Beide komen voor binnen een protoplanetaire schijf van gas en stof, verspreid rond een jonge, centrale ster.”

Beide methoden worden “koude start” of “hete start” genoemd. Bij de koude start zou de exoplaneet zich, kiezelsteen na kiezelsteen, vormen uit puin in de schijf die rond de ster draait.

De stukken trekken elkaar aan, eerst elektrostatisch, daarna door zwaartekracht. Hoe meer massa, hoe sneller het groeit, totdat het massief genoeg wordt om een ​​op hol geslagen opeenhoping van waterstof en helium, de twee lichtste elementen in het universum, teweeg te brengen, waardoor een enorme gasvormige omhulling rond een rotsachtige kern ontstaat.

Aangezien de gassen warmte verliezen terwijl ze naar de kern van de planeet vallen en de atmosfeer vormen, wordt dit gezien als een relatief koele optie.

Een hete start is ook bekend als instabiliteit van de schijf en wordt verondersteld op te treden wanneer een wervelend gebied van instabiliteit in de schijf door de zwaartekracht direct op zichzelf instort. Het resulterende object is een volledig gevormde exoplaneet zonder rotsachtige kern, omdat de gassen meer van hun warmte vasthouden.

Exoplaneten die een koude start of een hete start ervaren, moeten met verschillende snelheden afkoelen, wat resulteert in verschillende kenmerken die we zouden moeten kunnen waarnemen.

De onderzoekers zeggen dat de kenmerken van de HD-114082b niet passen bij het hot-start-model. Hun grootte en massa komen meer overeen met primaire aanwas. Maar zelfs dan is het nog steeds behoorlijk massief voor zijn grootte. Of het bevat een ongebruikelijke kern of er is iets anders aan de hand.

“Het is te vroeg om het idee van een hete start op te geven”, zegt Lönnhardt. “Alles wat we kunnen zeggen is dat we de vorming van de gigantische planeten nog steeds niet zo goed begrijpen.”

De exoplaneten zijn een van de drie planeten waarvan we weten dat ze jonger zijn dan 30 miljoen jaar en waarvoor astronomen straal- en massametingen hebben verkregen. Tot nu toe lijken ze alle drie onverenigbaar met het schijfinstabiliteitsmodel.

Drie is duidelijk een zeer kleine steekproefomvang, maar drie op drie geeft aan dat primaire accumulatie waarschijnlijk de meest voorkomende van de twee is.

“Hoewel er meer van dergelijke planeten nodig zijn om deze trend te bevestigen, zijn wij van mening dat theoretici hun berekeningen opnieuw moeten beoordelen.” zegt Zakhozai.

“Het is opwindend hoe onze observatieresultaten bijdragen aan de theorie van planeetvorming. Ze helpen onze kennis over hoe deze gigantische planeten groeien te verbeteren en vertellen ons waar de hiaten in ons begrip liggen.”

Onderzoek gepubliceerd in Astronomie en astrofysica.