De ontdekking van weer een andere exoplaneet is geen nieuws meer. Meer dan 4, Er zijn nu 000 planeten rond andere sterren gevonden sinds de detectie van de eerste in 1995. Zoals astronomen al lang vermoedden, of in ieder geval gehoopt, het lijkt erop dat planeten alomtegenwoordig zijn in sterrenstelsels en er zijn waarschijnlijk meer planeten dan sterren in onze melkweg.

Maar een nieuwe ontdekking van een grote planeet die rond de kleine ster GJ3512 draait, is het vermelden waard. De krant, gepubliceerd in Wetenschap , stelt ons begrip van de vorming van planeten op de proef - en vervaagt de grens tussen kleine, koele sterren bekend als bruine dwergen en planeten.

De ster zelf is een rode dwerg, ongeveer 30 lichtjaar verwijderd, met een helderheid van minder dan 0,2% van die van de zon. Het heeft ongeveer 12% van de massa van de zon en 14% van zijn straal. Zo gaaf, zwakke sterren zijn in feite de meest voorkomende sterren in de melkweg, maar slechts één op de tien van de bekende exoplaneten is gevonden in een baan om rode dwergen.

Dit is waarschijnlijk een selectie-effect. Rode dwergen zijn zo zwak dat het moeilijk is om hun planeten te detecteren met de "Doppler-verschuivingsmethode". Dit is gebaseerd op het detecteren hoe de golflengte van het sterlicht periodiek wordt verschoven (naar blauw of rood) met een kleine hoeveelheid terwijl de onzichtbare planeet draait, de ster heen en weer trekken. Verschillende van de andere planeten die zijn ontdekt in een baan om rode dwergsterren, zijn in plaats daarvan gevonden met de transitmethode - kijkend naar hoe het licht van een ster dimt als een planeet ervoor passeert.

Wat de nieuwe ontdekking doet opvallen, is dat de planeet, genaamd GJ3512b, is een gasreus in een 204-daagse elliptische baan. De planeet heeft een massa van minstens de helft van die van Jupiter en de diameter zal waarschijnlijk ongeveer 70% zijn van die van de ster waar hij om draait. Het is daarom een ​​van de grootste planeten waarvan bekend is dat ze in een baan om zo'n kleine ster in zo'n brede baan draait - en dit vormt een probleem om te begrijpen hoe deze is gevormd.

Planeetvorming

Ons zonnestelsel werd geboren uit een "protoplanetaire schijf" - een wolk met dicht gas en stof rond onze nieuw gevormde zon.

De meest algemeen aanvaarde verklaring voor hoe de gasreuzen zijn gevormd, is dat rotsachtige ijzige kernen werden gecreëerd door de opeenhoping van kleinere lichamen in de buitenste regionen van de schijf. Dit ging door totdat deze kernen waren opgebouwd tot ongeveer tien aardmassa's. Op dit punt, ze waren in staat om een ​​waterstof- en heliumomhulsel te verzamelen voordat de planeten naar de binnenrand van de schijf migreerden, of de schijf is verspreid.

Dit is hoe gasreuzen worden gevormd in de meeste exoplanetaire systemen, waaronder zogenaamde "hot-Jupiters" die van dichtbij zijn ontdekt, draait rond hun sterren. Maar het is moeilijk in te zien hoe planeten zich op deze manier zouden kunnen vormen rond een ster met een lage massa - de schijf zou niet massief genoeg zijn.

Een alternatief scenario is waarschijnlijk gebeurd in het geval van GJ3512b - en mogelijk vele andere planetaire systemen die er zijn. Hier, het lijkt erop dat de planeet is gevormd door directe fragmentatie van de protoplanetaire schijf. Dat betekent dat een deel van de schijf is ingestort en gecondenseerd (veranderd van gas naar vloeibaar en daarna vast) tot een groot lichaam, zonder de noodzaak om op te bouwen door ophoping van kleinere stenen. Dit is vergelijkbaar met de manier waarop sterren zich normaal gesproken vormen.

Het team achter de nieuwe studie rapporteert verder bewijs voor deze formatieroute van hints van een tweede gigantische exoplaneet in het systeem (voorlopig GJ3512c genoemd) met een omlooptijd van meer dan 1, 400 dagen. Dit zou ook de ongewoon excentrische baan van GJ3512b kunnen verklaren, die het gevolg kunnen zijn van interacties tussen de twee planeten kort nadat de planeten waren gevormd. Dit proces zou een derde planeet uit het systeem hebben verdreven. En als er ooit drie grote planeten rond zo'n kleine ster bestonden, de enige manier waarop ze gevormd kunnen zijn, is door directe fragmentatie van de schijf.

Ster versus planeet

De ontdekking van dit systeem heeft ook gevolgen voor het debat over wat een bruine dwergster is en wat een planeet is. Bruine dwergen zijn sterren die er niet in slaagden kernfusie in hun kernen te initiëren, en hebben dus een massa van minder dan ongeveer 8% van die van de zon of ongeveer 85 Jupiter-massa's.

De bruine dwergen met de laagste massa die bekend zijn, hebben een massa zo klein als 12 keer die van Jupiter, terwijl de planeten met de hoogste massa die we kennen een massa hebben tot 30 keer die van Jupiter. Dus, als de meest massieve planeten zwaarder zijn dan de minst massieve sterren - wat is het dan dat een ster van een planeet onderscheidt?

Eén antwoord is om te zeggen dat sterren zich vormen zoals sterren doen, en planeten vormen zich zoals planeten dat doen, dus massa is tot op zekere hoogte niet relevant. Het probleem is dat we normaal gesproken niet kunnen zeggen hoe een individuele planeet of bruine dwerg is ontstaan. In het geval van GJ3512b, de waarschijnlijke vormingsmethode lijkt meer op die van een ster dan die van een planeet.

Dus de foto is nog verwarder dan voorheen, en kan alleen worden opgelost door toekomstige ontdekkingen. Het verhogen van de telling van planetenstelsels zal uiteindelijk uitwijzen welke vormingsmechanismen het meest voorkomen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.