Ein internationales Team von Astronomen hat einen Planeten in Neptungröße entdeckt, der dichter als Stahl ist. Sie gehen davon aus, dass seine Zusammensetzung das Ergebnis eines gigantischen Planetenzusammenstoßes sein könnte.
Die Masse von TOI-1853b ist fast doppelt so groß wie die aller anderen bekannten Planeten ähnlicher Größe und seine Dichte ist unglaublich hoch, was bedeutet, dass er aus einem größeren Gesteinsanteil besteht, als man bei dieser Größenordnung normalerweise erwarten würde.
In der Studie, veröffentlicht am 30. August in NaturWissenschaftler unter der Leitung von Luca Naponiello von der Universität Rom Tor Vergata und der Universität Bristol vermuten, dass dies das Ergebnis von Planetenkollisionen ist. Diese gewaltigen Einschläge hätten einen Teil der leichteren Atmosphäre und des Wassers entfernt und eine Vielzahl von Gesteinen zurückgelassen.
Der leitende wissenschaftliche Mitarbeiter und Co-Autor Dr. Phil Carter von der School of Physics in Bristol erklärte: „Wir haben starke Beweise für hochenergetische Kollisionen zwischen Planetenkörpern in unserem Sonnensystem, wie zum Beispiel die Existenz des Erdmondes, und gute Beweise für eine kleine Anzahl.“ von Exoplaneten.
„Wir wissen, dass es in exoplanetaren Systemen eine große Vielfalt an Planeten gibt; viele haben keine Entsprechung in unserem Sonnensystem, haben aber oft Massen und Zusammensetzungen zwischen denen der Gesteinsplaneten und Neptun/Uranus (den Eisriesen).
„Unser Beitrag zur Studie bestand darin, extreme Rieseneinschläge zu modellieren, die möglicherweise die leichtere Atmosphäre und Wasser/Eis vom ursprünglich größeren Planeten entfernen könnten, um die gemessene extreme Dichte zu erzeugen.“
„Wir fanden heraus, dass der ursprüngliche Planetenkörper wahrscheinlich wasserreich sein und einen extremen Rieseneinschlag mit einer Geschwindigkeit von mehr als 75 km/s hätte erleiden müssen, um TOI-1853b wie beobachtet zu produzieren.“
Dieser Planet liefert neue Beweise für die Häufigkeit riesiger Einschläge bei der Entstehung von Planeten in der gesamten Galaxie. Diese Entdeckung trägt dazu bei, Theorien zur Planetenentstehung, die auf dem Sonnensystem basieren, mit der Entstehung von Exoplaneten in Verbindung zu bringen. Die Entdeckung dieses extremen Planeten liefert neue Einblicke in die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen.
Der Doktorand und Co-Autor Jingyao Dou sagte: „Dieser Planet ist sehr überraschend! Normalerweise gehen wir davon aus, dass Planeten, die mit so viel Gestein entstehen, zu Gasriesen wie Jupiter werden, die eine ähnliche Dichte wie Wasser haben.“
„TOI-1853b ist so groß wie Neptun, hat aber eine höhere Dichte als Stahl. Unsere Arbeit zeigt, dass dies passieren kann, wenn der Planet während seiner Entstehung extrem energiereiche Planet-Planet-Kollisionen erlebt.“
„Diese Kollisionen haben einen Teil der leichteren Atmosphäre und des Wassers entfernt und einen im Wesentlichen mit Gestein angereicherten Planeten mit hoher Dichte hinterlassen.“
Nun plant das Team detaillierte Folgebeobachtungen von TOI-1853b, um zu versuchen, etwaige Restatmosphären zu erkennen und deren Zusammensetzung zu untersuchen.
Die außerordentliche Professorin und Co-Autorin Dr. Zoë Leinhardt kam zu dem Schluss: „Wir hatten solche extremen Rieseneinschläge bisher noch nicht untersucht, da sie nicht das sind, was wir erwartet hatten. Es gibt noch viel zu tun, um die Materialmodelle, die unseren Simulationen zugrunde liegen, zu verbessern und zu erweitern.“ die Bandbreite der modellierten extremen Rieseneinschläge.“
Mehr Informationen:
Luca Naponiello et al., Ein supermassiver Planet in Neptungröße, Natur (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06499-2. www.nature.com/articles/s41586-023-06499-2