TOI-4860b: Bizarre Eigenschaften eines neu entdeckten Planeten
Der Exoplanet TOI-4860b(öffnet im neuen Fenster) gehört zu den Gasriesen, ist von uns 264 Lichtjahre entfernt und nur geringfügig kleiner als sein Wirtsstern. Dennoch umrundet er diesen in nur 1,52 Tagen. Damit reiht er sich in die wachsende Zahl merkwürdiger Welten ein, die die Fachwelt vor neue Rätsel stellt.
Sein winziger und uralter Wirtsstern TOI-4860 ist ein roter Zwerg. Damit gehört er zu den kleinsten bekannten Sternarten, in deren Zentren die Kernfusion mit Wasserstoff stattfindet. Selten sind diese Sterne nicht: Etwa Dreiviertel aller Sterne gehört zu dieser Klasse. Da sie nur sehr lichtschwach leuchten, kann keiner von ihnen mit dem bloßen Auge von der Erde aus beobachtet werden.
TOI-4860 hat etwa 34 Prozent der Masse unserer Sonne und sein Radius entspricht auch nur die Hälfte unseres Sonnenradius (Sonne: 696.340 Kilometer; TOI-4860: 348.170 Kilometer).
Die Entstehung von Sternen und Planeten
Sterne bilden sich aus dichten Klumpen von Staub- und Gaswolken, die eine Scheibe bilden, die sich in den wachsenden Stern ergießt wie Wasser in einen Abfluss. Wenn der Stern mit seiner Entstehung fertig ist, verwandelt sich der Rest der Scheibe in Planeten. Viele Modelle gehen davon aus, dass die Menge des Materials in der Scheibe von der Masse des Sterns abhängt. Ergo besitzen größere Sterne mehr und kleinere Sterne viel weniger Material.
Rote Zwergsterne mit weniger als 40 Prozent der Masse und des Radius der Sonne sollten somit kein Material in der Scheibe übrig lassen, das zur Bildung großer Exoplaneten führen kann. Zumindest sollte aber eine bestimmte Größe nicht überschritten werden. Doch bisher wurden etwa ein Dutzend größere Exoplaneten identifiziert, die um winzige Sterne kreisen.
TOI-4860b, der rätselhafte Exoplanet
TOI-4860b ist ein vielversprechender Kandidat für weitere Untersuchungen, da er von zwei verschiedenen Teams mit unterschiedlichen Instrumenten entdeckt und analysiert wurde. Beide Analysen liefern ähnliche Ergebnisse. Das französische Forschungsteam(öffnet im neuen Fenster) fand heraus, dass dieser Exoplanet 76,6 Prozent des Radius und 27,3 Prozent der Masse des Jupiters hat. Bei der britischen Forschungsgruppe(öffnet im neuen Fenster) stimmen die Daten zum Radius fast überein. Diese haben einen Radius von 76 Prozent des Jupiters ermittelt. Bei der Masse kommen sie jedoch auf 67 Prozent der Jupitermasse.
Zwar unterscheiden sich die Massenangaben und benötigen daher weitere Untersuchungen. Jedoch stimmen die Daten zum Radius so gut überein, dass dieser Exoplanet etwa satte 22 Prozent des Radius seines Sterns ausmacht.
Das französische Team des Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung fand zudem heraus, dass es Hinweise auf einen zweiten, bisher unbekannten Exoplaneten gibt. Dessen Umlaufzeit soll 426,9 Tagen andauern und dessen Masse soll mindestens 1,66-mal so groß sein wie die des Jupiters. Die Gravitationswechselwirkungen zwischen den Exoplaneten könnten TOI-4860b deswegen möglicherweise auf diese enge Umlaufbahn von 1,52 Tagen gerückt haben.
Die britische Gruppe von der Universität Birmingham fand dagegen Hinweise auf schwere Elemente. Die Anteile im Stern und seinem Exoplaneten sind dabei ähnlich hoch - was wiederum Antworten zu ihrer Entstehungsgeschichte liefern könnte. Die Interpretation der Daten beruhe jedoch auf Messungen der Masse des Exoplaneten. Deswegen hält die britische Forschungsgruppe diesen Hinweis für wenig aussagekräftig.
Zu den Studien
Die französische Studie wurde am 2. August 2023 auf dem Pre-Print-Server arXiv.org publiziert: TOI-4860 b, a short-period giant planet transiting an M3.5 dwarf(öffnet im neuen Fenster) (TOI-4860 b, ein kurzperiodischer Riesenplanet im Transit durch einen M3.5-Zwerg).
Die britische Studie wurde am 4. August 2023 im Fachmagazin Monthly Notices/Letter of the Royal Astronomical Society veröffentlicht: An M dwarf accompanied by a close-in giant orbiter with Speculoos(öffnet im neuen Fenster) (Ein M-Zwerg in Begleitung eines nahen Riesenorbiters aufgenommen mit Speculoos-Kamera).