De gasreuzen in ons zonnestelsel – Jupiter en Saturnus, samen met hun ijsreuzen Uranus en Neptunus – draaien ver van de zon. Dit is echter niet het geval voor sommige van de gigantische planeten die we buiten het zonnestelsel hebben ontdekt. Velen van hen bevinden zich extreem dicht bij hun sterren, dichterbij dan Mercurius bij onze zon. Deze nabijgelegen reuzen worden vaak ‘hete Jupiters’ genoemd, en het nieuwe artikel werd op 17 juli in het tijdschrift gepubliceerd Natuur belooft enig licht te werpen op het proces van hun vorming.
[Related: How lightning on exoplanets could make it harder to find alien life.]
De studie beschrijft een nieuw ontdekte exoplaneet genaamd TIC 241249530. Het onderzoeksteam ontdekte de aanwezigheid ervan in gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en bestudeerde de eigenschappen ervan met behulp van verschillende telescopen en andere instrumenten. Ze concludeerden dat de planeet ongeveer vijf keer zo zwaar is als Jupiter en rond een ster draait die ‘iets heter, groter en massiever is dan de zon’. De manier waarop TIC 241249530 om deze ster draait, is echter bijzonder opmerkelijk. De baan van de planeet is extreem excentrisch of zeer elliptisch. In feite is zijn baan de meest excentrieke die ooit voor een exoplaneet is waargenomen; Volgens het onderzoeksteam ligt het traject van 241249530 “dichter bij een komkommer dan bij een cirkel”. De baan van de planeet is zelfs nog vreemder vanwege het feit dat hij “achteruit” is: TIC 241249530 beweegt in de tegenovergestelde richting van de rotatie van zijn ster.
De baan van TIC 241249530 is niet alleen opmerkelijk vanwege zijn extreme aard, maar levert ook bewijs voor een theorie over hoe hete Jupiters ontstaan en zo dicht bij hun moedersterren terechtkomen. Die theorie suggereert dat planeten op relatief grote afstanden van hun sterren samensmelten, maar in de loop van de tijd naar binnen migreren en excentrische banen ingaan die hen extreem dicht bij hun moedersterren brengen. Terwijl elke passage zijn periastron bereikt – het punt waarop de planeet de ster nadert – trekken getijdenkrachten energie uit de baan van de planeet, waardoor die baan zich uiteindelijk stabiliseert in een zeer smalle cirkel nabij de ster.
Dat is precies wat er lijkt te gebeuren met TIC 241249530, waardoor astronomen de kans krijgen om het proces te zien verlopen. ‘Deze exoplaneet dient als een soort momentopname van het migratieproces. Planeten als deze zijn moeilijk te vinden, en we hopen dat dit ons kan helpen het spannende verhaal van de vorming van Jupiter te ontrafelen”, zegt Arvind Gupta, co-auteur en postdoctoraal onderzoeker bij NOIRLab, in een verklaring.
[Related: A nearby exoplanet reeks of rotten eggs.]
Hoewel dergelijke planeten inderdaad zelden worden waargenomen, hebben we minstens één exoplaneet gezien die lijkt op TIC 241249530: HD 80606b, voor het eerst beschreven in een artikel uit 2001. HD 80606b is een andere gigantische planeet, iets meer dan vier keer de massa van Jupiter, en was de recordhouder voor orbitale excentriciteit in een exoplaneet tot de ontdekking van TIC 241249530. Met name lijken zowel deze planeet als TIC 241249530 het pad te volgen dat werd voorspeld door de theorie van inwaartse migratie. Als zodanig levert deze nieuwe ontdekking verder bewijs ter ondersteuning van die theorie.
TIC 241249530 belooft echter ook een schat aan nieuwe informatie over hete Jupiters te bieden. Wetenschappers kunnen veel informatie over exoplaneten verkrijgen door ze te observeren terwijl ze langs hun moedersterren passeren, dat wil zeggen: vanuit ons gezichtspunt passeren ze vóór de ster. TIC 241249530 bereikt zijn periastron – het punt waarop hij het dichtst bij zijn moederster staat – slechts zes uur vóór zijn transit. Zoals vermeld in het artikel, vertegenwoordigt dit een “unieke kans om te observeren hoe [the planet’s] de atmosfeer reageert op…snelle, extreme opwarming” – een kans die ons hopelijk in staat zal stellen direct de exotische processen te observeren die ervoor zorgen dat deze massieve planeten in een baan om de aarde extreem dicht bij hun sterren draaien.