Astronomen des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und anderswo berichten über die Entdeckung eines neuen „warmen Jupiter“-Exoplaneten, der einen schnell rotierenden Stern vom Typ F umkreist. Die neu entdeckte außerirdische Welt mit der Bezeichnung TOI-4641 b könnte fast viermal so massereich wie Jupiter sein. Der Befund wurde in einem Papier detailliert beschrieben veröffentlicht 7. Dezember auf dem Preprint-Server arXiv.
Im Allgemeinen handelt es sich bei warmen Jupitern um Gasriesenplaneten mit Umlaufzeiten zwischen 10 und 200 Tagen. Dies macht sie im Vergleich zu ihren Gegenstücken mit kürzerer Umlaufbahn, den sogenannten heißen Jupitern, zu anspruchsvollen Zielen für die Transitdetektion und Radialgeschwindigkeits-Folgeuntersuchungen.
Jetzt hat eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Allyson Bieryla vom CfA einen neuen Exoplaneten dieser Art gefunden. Mit dem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA, der eine Himmelsdurchmusterung auf der Suche nach transitierenden extrasolaren Welten durchführt, identifizierten sie ein Transitsignal in der Lichtkurve von TOI-4641 – einem hellen und schnell rotierenden F-Stern (mit einem projizierten Stern). Rotationsgeschwindigkeit von ca. 86,3 km/s). Die planetarische Natur dieses Signals wurde durch anschließende photometrische und spektroskopische Beobachtungen bestätigt.
„Ein Kandidat für einen Exoplaneten, der TOI-4641 mit einer Periode von 22,1 Tagen umkreist, wurde in Lichtkurven identifiziert, einschließlich Daten durch Sektor 43 sowohl in SPOC- als auch in QLP-Pipelines“, schrieben die Forscher in der Arbeit.
Der neu entdeckte Planet hat einen Radius von etwa 0,73 Jupiterradien und seine maximale Masse wurde mit 3,87 Jupitermassen berechnet. Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass TOI-4641 b seinen Mutterstern alle 22,09 Tage auf einer gut ausgerichteten Umlaufbahn in einer Entfernung von etwa 0,173 AE umkreist. TOI-4641 b gehört daher zu den Planeten mit der längsten Periode, die gründlich charakterisiert werden können und die einen heißen, schnell rotierenden Stern umkreisen.
Der etwa 286 Lichtjahre entfernte Mutterstern TOI-4641 (auch bekannt als TIC 436873727) hat einen Radius von etwa 1,72 Sonnenradien und ist etwa 41 % massereicher als die Sonne. Der Stern ist schätzungsweise 2,69 Milliarden Jahre alt, hat eine Metallizität von -0,09 und seine effektive Temperatur beträgt 6.560 K.
Die Autoren des Papiers betonten, dass langperiodische Exoplaneten wie TOI-4641 b von entscheidender Bedeutung für die Prüfung von Mechanismen sein könnten, die eine ursprüngliche Fehlausrichtung in Planetensystemen hervorrufen, da angenommen wird, dass bei solchen Umlaufentfernungen die Gezeitenwechselwirkungen zwischen Stern und Planet zu schwach sind, um sie zu verändern die Orbitalschräge.
„Die Überprüfung dieser Vorhersagen motiviert zur vollständigen Charakterisierung von Planeten in langperiodischen Umlaufbahnen um frühe Sterne“, schlussfolgerten die Wissenschaftler.
Alles in allem schlägt Bierylas Team einige Mechanismen hinter einer solchen Fehlausrichtung vor, darunter chaotische Akkretion, magnetische Verformung oder Veränderungen der Spinachsen früher Sterne sowie Stern- oder Planetenbegleiter während der Urphase der Entstehung.
Mehr Informationen:
Allyson Bieryla et al, TOI-4641b: Ein ausgerichteter warmer Jupiter, der einen hellen (V=7,5) schnell rotierenden F-Stern umkreist, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.03971
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