Maak kennis met TOI-5205b, een planeet die volgens alles wat wij over de vorming van planeten weten, eigenlijk niet zou mogen bestaan.
Onderzoekers hebben een vrij ongewoon planetair systeem ontdekt. Het gaat om een grote gasreus die rond een kleine rode dwergster cirkelt. De bevindingen dagen lang gekoesterde ideeën over planeetvorming uit.
Rode dwergsterren
Rode dwergsterren (M-sterren) zijn de meest voorkomende en langstlevende sterren in het heelal. Ze zijn een stukje kleiner en koeler dan onze eigen zon. Hoewel rode dwergsterren over het algemeen meer planeten herbergen dan andere type sterren, is het vrij onwaarschijnlijk dat ze gasreuzen huisvesten. Dat heeft er onder andere mee te maken dat rode dwergen extreem actief zijn en op krachtige wijze uitbarsten, waardoor een mogelijk rondom cirkelende planeet van zijn atmosfeer wordt ontdaan. Het betekent dat dergelijke zonnestelsels onherbergzame plekken lijken voor de vorming van gasachtige planeten.
Ontdekking
Toch is dat precies wat astronomen nu hebben ontdekt. De nieuwe planeet, die de naam TOI-5205b heeft gekregen, kwam als eerste in het vizier van planetenjager TESS. Na verdere analyse bevestigden onderzoekers dat het hier inderdaad om een planeet ging en wisten ‘m met behulp van verschillende instrumenten verder te karakteriseren.
Gasreus
Toen uit vervolgmetingen bleek dat onderzoekers hier ook nog eens op een – in verhouding – grote gasreus waren gestuit, stonden ze versteld. “De moederster, TOI-5205, is ongeveer vier keer zo groot als Jupiter, maar toch is het op de één of andere manier gelukt om een planeet ter grootte van Jupiter voort te brengen,” zegt onderzoeker Shubham Kanodia. “Dit is heel verrassend.”
Erwt en citroen
Om dit wat beter te begrijpen; onderzoekers hebben vaker Jupiter-achtige planeten rond een zon-achtige ster gevonden, wat je qua grootte kunt vergelijken met een erwt die rond een grapefruit draait. Maar de rode dwergster TOI-5205 is veel kleiner. In dit geval lijkt het meer op een erwt die rond een citroen draait. Wanneer TOI 5205b voor zijn moederster langs beweegt, blokkeert ie zelfs ongeveer zeven procent van haar uitgestraalde licht – een van de grootste bekende planeetovergangen.
Overigens is het niet voor het eerst dat onderzoekers een gasreus rond een rode dwerg aantreffen. Er is namelijk een klein aantal gasreuzen ontdekt in een baan rond oudere rode dwergsterren. Maar tot nu toe is er nog nooit een gasreus gevonden in een planetair systeem rond een lichte M-ster, zoals TOI-5205.
Verboden planeet
Dat de gasreus dus toch het levenslicht rond TOI-5205 heeft gezien, is merkwaardig. Onderzoekers begrijpen er dan ook niet veel van. Sterker nog, ze noemen de gasreus een ‘verboden’ planeet: Op basis van ons huidige begrip van planeetvorming zou TOI-5205b helemaal niet moeten bestaan. De ontdekking daagt dan ook de theorieën over de vorming van gasreuzen uit.
Geboorte van een gasreus
Planeten worden geboren in een roterende schijf van gas en stof die jonge sterren omringt. Om een gasreus te vormen, moet ongeveer 10 aardmassa’s van dit rotsachtige materiaal zich ophopen, waardoor een massieve, rotsachtige kern ontstaat. Daarna zal het grote hoeveelheden gas uit naburige gebieden naar zich toetrekken. En zo ontstaat een gigantische gasreus. Het tijdsbestek waarin dit allemaal gebeurt is cruciaal. “Het bestaan van TOI-5205b staat op gespannen voet met wat we weten over de schijven waarin dergelijke planeten geboren worden,” legt Kanodia uit. “Wanneer zo’n schijf net is ontstaan, zit er namelijk nog niet genoeg rotsachtig materiaal in om een kern te vormen. En dus kan er ook geen gasreus geboren worden. Ook aan het einde van de rit, als de schijf verdampt voordat de massieve kern is gevormd, kan er geen gasreus meer gevormd worden. En toch zag TOI-5205b het levenslicht.”
Het bestaan van TOI-5205b roept dus nog veel vragen op. Want hoe kan zo’n lichte ster zo’n grote gasreus hebben voortgebracht? Onderzoekers hopen de bizarre planeet dan ook met toekomstige waarnemingen verder te doorgronden. Het liefst zouden ze de krachtige James Webb-telescoop op de gasreus richten. Zo denken ze dat deze ruimtetelescoop de enige is die licht zou kunnen werpen op de atmosfeer en enkele aanvullende aanwijzingen zou kunnen geven over hoe deze vreemde planeet het levenslicht zag.
