Großer „verbotener“ Exoplanet umkreist einen relativ kleinen Stern

Astronomen haben einen „verbotenen“ Planeten entdeckt, der viel größer zu sein scheint, als es angesichts seiner Umstände möglich wäre. Ein Forscherteam untersuchte einen Kandidaten-Exoplaneten namens TOI 5205b, der erstmals vom Transiting Exoplanet der NASA identifiziert wurde Survey Satellite (TESS) und bestätigte nicht nur, dass der Planet dort war, sondern entdeckte auch, dass er einiges Rätselhaftes aufweist Eigenschaften.

Der Exoplanet umkreist eine Art Stern, der M-Zwerg oder Roter Zwerg genannt wird. Dies sind die häufigsten Sterntypen in unserer Galaxie. Sie sind klein und kühl und typischerweise etwa halb so heiß wie unsere Sonne.

Während es üblich ist, zu finden Exoplaneten, die Rote Zwerge umkreisen, es ist selten, Gasriesen zu finden, die sie umkreisen. Und im Falle der jüngsten Entdeckung wurde festgestellt, dass der Gasriesen-Exoplanet einen massearmen M-Zwerg umkreist, was noch nie dagewesen ist. 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 zu bilden.“ Jupitergroßer Planet, was ziemlich überraschend ist!“ sagte der leitende Forscher Shubham Kanodia von der Carnegie Institution Wissenschaft in a Stellungnahme.

Der Grund, warum der Befund überraschend ist, liegt in der Art und Weise, wie Planeten entstehen. Es wird angenommen, dass sich Planeten aus Gas- und Staubscheiben um die sogenannten Sterne bilden protoplanetare Scheiben. Aber Modelle der Entstehung von Gasriesen deuten darauf hin, dass diese einen Kern aus Gesteinsmaterial benötigen, um zusammenzukommen zuerst, bevor Gas schnell mitgerissen wird, um den Planeten zu bilden – und das scheint hier nicht möglich zu sein Fall.

Selbst wenn die gesamte Materie in der Scheibe um diesen Stern zusammenkommen würde, um einen Planeten zu bilden, würde dies immer noch nicht ausreichen, um einen Gasriesen dieser Größe zu bilden – es müsste zumindest einen geben fünfmal so viel Material etwas so Großes zu formen.

„Die Existenz von TOI-5205b erweitert unser Wissen über die Scheiben, in denen diese Planeten entstehen“, sagte Kanodia. „Wenn sich am Anfang nicht genügend Gesteinsmaterial in der Scheibe befindet, um den ursprünglichen Kern zu bilden, kann man keinen Gasriesenplaneten bilden. Und am Ende, wenn die Scheibe verdampft, bevor sich der massive Kern gebildet hat, kann man keinen Gasriesenplaneten bilden.

„Und dennoch hat sich TOI-5205b trotz dieser Leitplanken gebildet. Basierend auf unserem nominellen aktuellen Verständnis der Planetenentstehung sollte TOI-5205b nicht existieren; es ist ein ‚verbotener‘ Planet.“

Was die Entstehung dieses Planeten angeht, könnte es 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 langen Transits eine verlockende Aussicht.

Die Forschung ist veröffentlicht in Das Astronomische Journal.

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