Mit dem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA hat ein internationales Astronomenteam einen neuen Exoplaneten entdeckt, der einen fernen Stern umkreist. Die neu entdeckte außerirdische Welt mit der Bezeichnung TOI-1420 b weist eine außergewöhnlich geringe Dichte auf. Über den Befund wird in einem am 18. September auf dem Pre-Print-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 385 bestätigt wurden.
Jetzt meldet eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Stephanie Yoshida vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Cambridge, Massachusetts, die Bestätigung eines weiteren von TESS beobachteten Planeten. Das Team hat ein Transitsignal in der Lichtkurve von TOI-1420 identifiziert – einem späten G-Zwergstern, der etwa 658 Lichtjahre entfernt ist. Die planetarische Natur dieses Signals wurde durch Folgebeobachtungen mit verschiedenen Teleskopen bestätigt.
„Wir haben bestätigt, dass TOI-1420b ein Planet mit außergewöhnlich geringer Dichte ist, der sich in einer Umlaufbahn von 6,96 Tagen um einen späten G-Zwerg befindet“, schrieben die Forscher in der Arbeit.
TOI-1420 b hat einen Radius von etwa 11,89 Erdradien und eine Masse von etwa 25,1 Erdmassen, was eine extrem niedrige Dichte von nur 0,082 g/cm3 ergibt. Der Planet umkreist seinen Wirt in einer Entfernung von 0,07 AE und hat eine Gleichgewichtstemperatur von etwa 957 K.
Die Astronomen betonten, dass TOI-1420 b der größte bekannte Planet mit einer Masse von weniger als 50 Erdmassen ist. Die geringe Dichte des Planeten lässt darauf schließen, dass er eine beträchtliche Hülle aus Wasserstoff und Helium enthält. Anhand von Planetenstrukturmodellen schätzen die Forscher, dass TOI-1420 b einen großen Hüllenmassenanteil von etwa 0,82 hat, was eine Kernmasse von 4,0 Erdmassen impliziert.
Der Mutterstern TOI-1420 ist in Größe und Masse mit der Sonne vergleichbar. Der Stern hat eine effektive Temperatur von etwa 5.510 K und eine Metallizität von 0,28. Das Alter von TOI-1420 lässt sich nicht genau bestimmen, die Autoren der Studie schätzen jedoch, dass der Stern nicht älter als 10,7 Milliarden Jahre ist.
Zusammenfassend stellten die Wissenschaftler fest, dass Planeten mit geringer Dichte wie TOI-1420 b ein hervorragendes Ziel für zukünftige atmosphärische Charakterisierungen und dynamische Studien sind, da sie anfälliger für Ausflüsse sind als Planeten mit höherer Schwerkraft.
„Alles in allem bietet TOI-1420 b eine Reihe spannender Zukunftsaussichten für die atmosphärische und dynamische Charakterisierung. Eine vergleichende Planetologie von TOI-1420 b, WASP-107 b und anderen Welten mit ähnlich geringer Dichte wird letztendlich dazu beitragen, ihre Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte aufzudecken.“ “, schlussfolgerten die Forscher.
Mehr Informationen:
Stephanie Yoshida et al., TESS entdeckt einen Super-Puff: Die bemerkenswert niedrige Dichte von TOI-1420b, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2309.09945
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