Een team van astronomen onder leiding van Olga Zakhozhay van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland) heeft een reusachtige exoplaneet ontdekt bij de zonachtige ster HD 114082.
Met een leeftijd van slechts 15 miljoen jaar is deze ‘super-Jupiter’ de jongste exoplaneet in zijn soort waarvan de astronomen de straal en de massa hebben kunnen bepalen.
Hij is ongeveer net zo groot als ‘onze’ Jupiter, maar heeft acht keer zoveel massa.
Deze combinatie laat zich moeilijk rijmen met de meest gangbare modellen voor planeetvorming (Astronomy & Astrophysics Letters).
Astronomen denken dat reuzenplaneten op twee manieren kunnen ontstaan.
Beide vinden plaats binnen de protoplanetaire schijf van gas en stof rond een jonge centrale ster.
Bij het eerste proces, zogeheten ‘kernaccretie’, wordt in eerste instantie een vaste kern van rotsachtig materiaal opgebouwd.
Zodra deze kern een kritische massa heeft bereikt, trekt zijn zwaartekracht het omringende waterstof- en heliumgas aan, waardoor zich uiteindelijk een grote gasplaneet vormt.
Het tweede scenario, dat ‘schijfinstabiliteit’ wordt genoemd, gaat uit van gravitationeel instabiele dichte gaswolken die direct ineenstorten tot een grote gasplaneet zonder rotskern.
Afhankelijk van de aannames voor deze twee scenario’s zou het gas met verschillende snelheden moeten afkoelen, wat bepalend is voor de temperatuur van de jonge gasplaneet. Nieuwe planeten kunnen dus een ‘koude start’ of een ‘hete start’ doormaken, wat leidt tot waarneembare verschillen aan de hand waarvan onderscheid kan worden gemaakt tussen de modellen.
Momenteel geven astronomen bij reuzenplaneten zoals HD 114082 de voorkeur aan het kernaccretiescenario met hete start.
Aangezien heet gas een groter volume omvat dan koud gas, zou men opmerkelijke verschillen tussen de omvang van de waargenomen planeten moeten meten.
Deze verschillen zouden het grootst zijn bij jonge planeten, en in de loop van de honderden miljoenen jaren na hun vorming geleidelijk afnemen.
Op het eerste gezicht tart HD 114082 b alle verwachtingen. De planeet is ongeveer even groot als Jupiter, maar zijn massa bedraagt maar liefst acht Jupitermassa’s.
Dit betekent dat de dichtheid van HD 114082 b in vergelijking met de huidige modellen twee à drie keer te groot is voor een jonge gasreus van slechts 15 miljoen jaar oud.
Opmerkelijk genoeg is de dichtheid van de gasplaneet tweemaal zo groot als die van de aarde, terwijl deze laatste een rotsachtige planeet is met een ijzer-nikkelkern, en niet grotendeels uit de lichte elementen waterstof en helium bestaat, zoals Jupiter.
In vergelijking met de huidige modellen is HD 114082 b dus duidelijk te klein voor zijn massa.
Dat kan betekenen dat hij een ongewoon grote vaste kern heeft.
Maar het is ook denkbaar dat de modellen onjuist zijn en dat ze de snelheid waarmee deze gasreuzen kunnen afkoelen onderschatten. Of misschien is het wel een combinatie van beide. (EE)
(Image Credit: NASA/JPL-Caltech)
