Den nyoppdagede planeten er funnet rundt en rød dverg, den vanligste stjernetypen i Melkeveien. Bare 10 prosent av bekreftede eksoplaneter er funnet rundt denne typen stjerner, og få veldig store. (Illustrasjon: CARMENES/RenderArea/J. Bollaín/C. Gallego)
Den nyoppdagede planeten er funnet rundt en rød dverg, den vanligste stjernetypen i Melkeveien. Bare 10 prosent av bekreftede eksoplaneter er funnet rundt denne typen stjerner, og få veldig store. (Illustrasjon: CARMENES/RenderArea/J. Bollaín/C. Gallego)

Enorm planet rundt liten stjerne overrasket forskere

30 lysår unna går en svær gassplanet i bane rundt en stjerne som er en tiendedel så stor som sola. Dette utfordrer den tradisjonelle modellen for hvordan planeter blir til, ifølge forskere bak ny studie.

Publisert

Den første planeten utenfor vårt solsystem ble oppdaget i 1995. Siden den gang har forskere funnet mange. I april i år var det totale antallet bekreftede eksoplaneter 3500. Nå er antallet oppe i 4057, ifølge NASA exoplanet archive.

Det vekker altså ikke lenger særlig oppsikt at en ny planet er oppdaget. Men et nylig bekreftet solsystem er såpass spesielt at det fikk hovedrollen i en forskningsartikkel som er publisert i tidsskriftet Science.

Et spansk-tysk forskningssamarbeid som kalles CARMENES har som mål å oppdage planeter rundt de minste stjernene. De har nå funnet en svær gassplanet som kretser nært en liten rød dverg-stjerne. Mens stjernen har en masse som en tiendedel av solas, er den ene planeten, GJ 3512b på størrelse med halve Jupiter. Dette er et sjeldent funn som ledet forskerne til å lure på hvordan en så stor planet kunne bli dannet rundt den lille stjernen.

- Våre modeller for planetformasjon predikerer at mange små planeter vil bli formet rundt små stjerner, sier planetforsker Christoph Mordasini, professor ved University of Bern, i en pressemelding.

- Ifølge våre modeller skulle det ikke være noen gigantiske planeter rundt slike stjerner, sier han.

Funnet utfordrer den rådene teorien om planetformasjon, mener forskerne.

Jupiter er to og en halv gang så massiv som alle de andre planetene i solsystemet til sammen. GJ 3512b har massen til halve Jupiter. Kanskje ligner forholdene der de som finnes på vår egen gasskjempe.
Jupiter er to og en halv gang så massiv som alle de andre planetene i solsystemet til sammen. GJ 3512b har massen til halve Jupiter. Kanskje ligner forholdene der de som finnes på vår egen gasskjempe.

Observerte noe som halte og dro i stjernen

Ved Calar Alto-observatoriet i Spania oppdaget forskerne at stjernen ikke stod helt stille. Den beveget seg litt fra og mot jorda. Det betydde at det måtte være noe massivt som påvirket den.

Å se etter stjerner som flytter på seg er en vanlig måte å lete etter nye planeter, bekrefter Henrik Eklund, stipendiat ved Institutt for teoretisk astrofysikk, UiO.

- Om noen skulle kikke på vår sol fra en plass utenfor solsystemet så ville de sett det samme. Det finnes ikke noe som holder solen fast. Først og fremst Jupiter drar i solen, slik som solen drar i Jupiter. Når du har en stor gassplanet, som i det nyoppdagede systemet, så drar denne i stjernen, sier Eklund til forskning.no.

Ut i fra observasjonene er forskerne ganske sikre på at GJ 3512b har selskap av en annen gasskjempe som går i bane lenger ut. Denne er i så fall på størrelse med Neptun. Den innerste planeten har en såpass «eksentrisk» bane at forskere også tror det en gang fantes en tredje svær planet i solsystemet. Men denne ble på et tidspunkt slynget ut i det store intet.

Oppdagelsen av den store gassplaneten er definitivt interessant, sier Eklund, som selv forsker på planetformasjon.

- Det er et uvanlig funn. Det er ikke så mange planeter som er funnet rundt denne typen stjerner. Og desto sjeldnere massive planeter, sier han.

Mener kjempen har blitt dannet under en annen prosess

Dette bildet viser stjernen HL Tauri. Rundt midten ser man akkresjonsskiven der planeter er i ferd med å dannes. Dette er det skarpeste bildet som er tatt av en slik roterende skive. (Bilde: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))
Dette bildet viser stjernen HL Tauri. Rundt midten ser man akkresjonsskiven der planeter er i ferd med å dannes. Dette er det skarpeste bildet som er tatt av en slik roterende skive. (Bilde: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

Vårt solsystem ble dannet ved at en svær sky av gass og støv kollapset og ble dratt sammen under tyngdekraften. Trykket i sentrum av skyen økte og her ble solen til. Restmaterialet roterte rundt, og ble til en spinnende, flat skive.

I denne «akkresjonsskiven» sørget tyngdekraften for at små partikler klumpet seg sammen til de til slutt dannet planetene.

Forskerne bak den nye studien har kjørt simuleringer og får det ikke til å stemme at gassplaneten GJ 3512b kan ha blitt dannet slik den tradisjonelle modellen for planetformasjon fungerer.

Denne modellen kalles core accretion model og går ut på at en gassplanet som Jupiter ble dannet ved at det først samlet seg en kjempestor kjerne av stein og is i den roterende skiven. Når kjernen har fått tilstrekkelig masse begynner den å trekke til seg store mengder hydrogen og helium. Men forskerne tror at prosessen ville ha gått for langsomt slik at gassen som nå utgjør GJ 3512b ville ha unnsluppet og forsvunnet ut i rommet. De tror også det var for lite materiale tilgjengelig for å bygge en stor nok kjerne.

Isteden foreslår de at solsystemet ble dannet i en roterende skive der instabilitet på et tidlig stadium førte til at disken plutselig kollapset på flere steder og dannet store gassklumper som ble starten på gassplanetene. Slik unngås det at det først må dannes en kjerne.

- Denne eksoplaneten viser at modellen for gravitasjonell instabilitet kan spille en rolle i formasjonen av gigantiske planeter, sier førsteforfatter Juan Carlos Morales til nettstedet Space.com.

Han betegner det som en prosess som går ovenfra og ned istedenfor en prosess der planetene gradvis og sakte bygges opp.

Ikke helt overbevist

Eklund er enig i at det er vanskelig å få solsystemet til å passe inn i teorier for planetformasjon.

- Når man finner noe som ligger på grensen av de modellene man har så må man utvikle dem. Det er det forskerne forsøker å gjøre her ved å se på ulike muligheter, sier han.

Han er likevel ikke overbevist om at akkresjonsmodellen må vike for andre forklaringer om hvordan planetene i GJ 3512-systemet kunne bli dannet.

- Det finnes flere publikasjoner som er kommet ut de seneste årene som viser at det potensielt skulle kunne være mulig.

Referanse:

J. C. Morales m.fl: «A giant exoplanet orbiting a very-low-mass star challenges planet formation models». Science, 27. september 2019. Sammendrag.