Jordliknande exoplanet funnen i unikt planetsystem

Astronomer har hittat den mest jordliknande exoplaneten hittills, 155 ljusår från jorden, kretsandes runt stjärnan TOI 500. Men om storlek, massa och densitet bedöms vara snarlik jordens, slutar likheterna där. Planetens omloppsbana är så extremt nära stjärnan att ett varv bara tar 13 timmar, vilket ger planeten en temperatur på över 1 300 grader. Planetsystemets fyra planeter har alla bildats längre ut från TOI 500, men flyttat sig närmare och närmare stjärnan i en unik och långsam process, som aldrig beskrivits tidigare. 
Judith Korth, en av fyra Chalmers-astronomer som är involverade i studien, som nyligen publicerades i Nature Astronomy, förklarar varför detta planetsystem är av särskilt intresse:
– Systemets arkitektur är unik. TOI-500 är värd för fyra planeter med liten massa och där den innersta planeten TOI-500b alltså har en omloppstid på cirka 13 timmar. Sådana ultrakorta omloppsbanor lutar vanligtvis jämfört med de yttre planeterna i systemet och tros vara resultatet av så kallad high eccentricity migration, där från början mycket elliptiska banor gradvis blir mer och mer cirkulära i en relativt snabb process, tack vare stjärnans dragningskraft, säger Judith Korth, på institutionen för rymd-, geo- och miljövetenskap på Chalmers.
– Planeterna i TOI-500-systemet kretsar runt sin stjärna på samma plan och därför är TOI-500 det första systemet som kan ha bildats via ett annat scenario, det som vi kallar low eccentricity migration i artikeln. 

Sakta men säker resa närmare stjärnan

Inom astronomin råder det samsyn om att en planet med TOI-500b inte kan ha bildats så nära stjärnan, utan att den måste ha sitt ursprung längre ut, för att sedan ha förflyttat sig närmare och närmare sin stjärna. Hur förflyttningen går till har debatterats, men den allmänna uppfattningen är att den vanligtvis sker på ett ”våldsamt” sätt, en process som kan innebära kollisioner mellan planeter som skapar både elliptiska och lutande banor, som sedan blir mer och mer cirkelrunda med tiden. 
I den nya forskningsartikeln presenterar dock författarna simuleringar med vilka de visar att planeterna runt TOI-500 kan ha bildats på nästan cirkulära banor längre ut i systemet, och sedan utfört en långsam och stadig förflyttning – under 2 miljarder år – där planeterna, utan att kollidera med varandra, rör sig längs banor som förblir nästan cirkulära men gradvis mindre och mindre.
Forskningen, som publicerats i den prestigefyllda tidskriften Nature Astronomy, leddes av Luisa Maria Serrano och Davide Gandolfi från fysikavdelningen vid universitetet i Turin i ett team där Chalmers-astronomerna Judith Korth, Carina Persson, Iskra Georgieva och Malcolm Fridlund ingår.

TOI lik jorden – men samtidigt väldigt annorlunda

Planeten närmast stjärnan, som heter TOI-500b, är en så kallad Ultra-Short Period-planet, USP, eftersom dess omloppstid bara är 13 timmar. Den kallas också för jordlik, på grund av sin storlek och struktur. 
– TOI-500b har en storlek och massa som liknar jorden, men i verkligheten skiljer den sig mycket från jorden på grund av dess korta omloppsperiod. Den är inte alls beboelig som vår jord. Tvärtom, på grund av sin närhet till stjärnan är planeten väldigt varm och dess yta består med största sannolikhet av ett enda hav av lava, säger Judit​h Korth och fortsätter.
– Men det kan finnas fler likheter och jag tror att den här upptäckten kommer att leda till ytterligare atmosfäriska studier, som i framtiden kan lära oss något om vår egen atmosfär.


Bilder från Nasas exoplanetkatalog.

Sidansvarig Publicerad: to 12 maj 2022.