Ett globalt team av astronomer, ledda av University of Warwick, har med hjälp av ett teleskop från Europeiska rymdorganisationen (ESA) upptäckt ett planetsystem som vänder upp och ner på vår förståelse av planetbildning, med en avlägsen stenig värld.
I vårt solsystem är de inre planeterna (Merkurius till Mars) steniga, och de yttre planeterna (Jupiter till Neptunus) är gasformiga. Detta planetmönster – sten sedan gas – observeras konsekvent över hela Vintergatan. Det var så tills ett internationellt team av forskare, ledda av Dr Thomas Wilson från University of Warwick, tittade närmare på en stjärna som heter LHS 1903. Deras observationer, publicerade i Science, avslöjar ett system med fyra planeter som bryter mot denna konvention.
De fyra planeterna i LHS 1903
Planeterna runt LHS 1903 (en sval, svag röd dvärgstjärna) börjar med en stenplanet som kretsar nära stjärnan, följd av två gasplaneter, vilket är det förväntade planetmönstret. Men med hjälp av ESA:s CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS) såg astronomerna en överraskande fjärde planet i systemets ytterkant – och den yttersta planeten var stenig, inte gasformig.
”Denna märkliga oordning gör det till ett unikt system som är vänt ut och in”, säger försteförfattaren Dr Thomas Wilson, biträdande professor vid institutionen för fysik, University of Warwick. ”Steniga planeter bildas vanligtvis inte långt från sin hemstjärna, på utsidan av gasplaneterna.”
Traditionella modeller antyder att de planeter som ligger närmast stjärnorna är steniga eftersom stjärnstrålningen sopar bort deras gasformiga atmosfärer och lämnar kvar täta, fasta kärnor. Gasjättar bildas längre ut i kallare regioner där gas kan ackumuleras och planeterna kan hålla kvar den. Men den avlägsna steniga världen som kretsar kring LHS 1903 verkade antingen ha förlorat sin gasformiga atmosfär eller aldrig ha bildat någon.
En senblommare från en annan era
Dr Wilson och hans kollegor satte sig för att utforska olika förklaringar till hur denna ensamma stenplanet bildades. Kunde de steniga och gasformiga planeterna ha bytt plats? Eller hade den steniga planeten förlorat sin atmosfär i en kollision? De uteslöt dessa teorier.
Istället fann de bevis för att de fyra planeterna inte bildades samtidigt, som man skulle kunna förvänta sig, utan bildades en efter en i en process som kallas inside-out planet formation. Om LHS 1903 födde sina fyra planeter en efter en, från den inre till den yttersta planeten, utvecklas varje planet i tur och ordning, sopar upp damm och gas i närheten och lämnar planeterna längre ut att vänta och potentiellt utvecklas i en annan miljö.
Dr Thomas Wilson förklarar vad detta betyder för den steniga planeten: ”När den sista yttre planeten bildades hade systemet kanske redan slut på gas, vilket anses vara avgörande för planetbildning. Ändå finns här en liten, stenig värld som trotsar förväntningarna. Det verkar som om vi har hittat de första bevisen för en planet som bildades i en gasfattig miljö.”
Denna lilla steniga yttre planet kan fortfarande vara ett märkligt undantag, eller så kan den vara den första ledtråden till ett nytt mönster i hur planetsystem utvecklas. Oavsett vilket är det en upptäckt som kräver en förklaring som ligger bortom vår vanliga förståelse av hur planeter bildas.
Isabel Rebollido, forskare vid ESA, påpekar: ”Historiskt sett baseras våra teorier om planetbildning på vad vi ser och vet om vårt solsystem. Eftersom vi ser fler och fler olika exoplanetsystem börjar vi ompröva dessa teorier.”
Maximilian Günther, Cheops-projektforskare vid ESA, tillägger: ”Mycket om hur planeter bildas och utvecklas är fortfarande ett mysterium. Att hitta ledtrådar som denna för att lösa detta pussel är precis vad CHEOPS har som mål.”
Publiceringsuppgifter
Thomas G. Wilson, Gas-depleted planet formation occurred in the four-planet system around the red dwarf LHS 1903, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adl2348. www.science.org/doi/10.1126/science.adl2348
