Mithilfe des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA hat ein internationales Astronomenteam einen neuen massiven und dichten Exoplaneten entdeckt. Der neu entdeckte außerirdische Planeten mit der Bezeichnung TOI-332 b ist einer der dichtesten Planeten in Neptungröße, die bisher bekannt sind. Über den Befund wird in einem am 23. August auf dem Preprint-Server veröffentlichten Artikel berichtet arXiv.
TESS führt eine Untersuchung von etwa 200.000 der hellsten Sterne in der Nähe der Sonne durch mit dem Ziel, nach vorbeiziehenden Exoplaneten zu suchen. Bisher wurden fast 6.800 mögliche Exoplaneten (TESS Objects of Interest, kurz TOI) identifiziert, von denen bisher 379 bestätigt wurden.
Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Ares Osborn von der University of Warwick, Großbritannien, hat nun einen weiteren von TESS überwachten TOI bestätigt. Sie identifizierten ein Transitsignal in der Lichtkurve eines K-Zwergsterns mit der Bezeichnung TOI-332 (auch bekannt als TIC 139285832). Die planetarische Natur dieses Signals wurde durch Folgebeobachtungen mit bodengestützten Einrichtungen bestätigt.
„Das TOI-332-System (TIC 139285832) wurde in den TESS-Sektoren 1 (25. Juli – 22. August 2018, im Folgenden S1) und 2 (22. August – 20. September 2018, im Folgenden S2) mit einer 30-minütigen Trittfrequenz in voller Länge beobachtet -Frame Images (FFIs)“, schreiben die Forscher in der Arbeit.
TOI-332 b hat einen Radius von etwa 3,2 Erdradien und eine ungewöhnlich große Masse von 57,2 Erdmassen, was eine sehr hohe Dichte von 9,6 g/cm3 ergibt. Der neu entdeckte Planet umkreist seinen Wirt alle 18,65 Stunden in einer Entfernung von 0,016 AE. Die Gleichgewichtstemperatur von TOI-332 b wurde mit etwa 1.871 K berechnet.
Basierend auf den Ergebnissen klassifizierten die Astronomen TOI-332 b als einen ultrakurzen Exoplaneten (USP) in Neptungröße. Sie fügten hinzu, dass es sich um die sogenannte „Neptunische Wüste“ handelt – eine Region mit Periodenradius- und Periodenmassenparametern, in der bisher selten Planeten gefunden wurden. Diese Wüste umfasst Planeten zwischen 2 und 9 Erdradien, mit Massen zwischen 10 und sogar 250 Erdmassen und Umlaufzeiten von weniger als fünf Tagen.
Die Forscher stellten fest, dass die innere Struktur von TOI-332 b höchstwahrscheinlich von feuerfesten Materialien dominiert wird, die möglicherweise eher der Struktur terrestrischer Planeten ähneln. Sie fanden heraus, dass er wahrscheinlich eine vernachlässigbare Wasserstoff-Helium-Hülle besitzt, was eine Herausforderung für Theorien zur Planetenentstehung darstellt.
„Dieser ungewöhnliche Planet stellt unser derzeitiges Wissen über die Planetenentstehung auf den Prüfstand. Wie ein solch riesiger Kern ohne eine gasförmige Hülle existiert, bleibt eine unbeantwortete Frage“, schrieben die Autoren des Artikels.
Der Mutterstern TOI-332 hat die Spektralklasse K0V und wird auf fünf Milliarden Jahre geschätzt. Der etwa 726,5 Lichtjahre von der Erde entfernte Stern ist etwa 12 % kleiner und weniger massereich als die Sonne. Die effektive Temperatur von TOI-332 betrug 5.251 K.
Mehr Informationen:
Ares Osborn et al, TOI-332 b: ein superdichter Neptun, der tief in der Neptunischen Wüste gefunden wurde, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.12137
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