Astronomen ontdekken ‘onmogelijke’ planeet bij verre ster

Dat schrijven astronomen donderdag in het vakblad Science. De planeet heeft zo’n dertien keer meer massa dan de aarde, terwijl de ster - LHS 3154 - waar deze omheen draait juist zo’n negenmaal minder massa heeft dan de zon. “Een heel duidelijke vondst, gebaseerd op prachtige metingen”, oordeelt exoplaneetonderzoeker Ignas Snellen van de universiteit Leiden, zelf niet bij het onderzoek betrokken.

Dat vooral de massa van LHS 3154b in het oog springt, komt door wat astronomen weten over hoe planeten ontstaan. Die klonteren namelijk samen in dichte schijven vol gas en stof rond nog jonge sterren, waarbij de hoeveelheid materiaal in zo een schijf ook bepaalt hoe groot een planeet maximaal kan worden. Tegelijk schaalt de hoeveelheid materiaal in zo een schijf weer met de grootte van de ster, die eerder al uit dezelfde toef kosmisch gas is samengebald.

Het zware-planeetmysterie

Planeten op schaal, afstanden niet

Ster

LHS 3154

Planeet

LHS 3154b

In verhouding heeft

planeet LHS 3154b

zeer veel massa ten

opzichte van de ster

0,11x massa

van onze zon

Zon

3.955 x 1030 kg

Aarde

5.972 x 1024 kg

Het zware-planeetmysterie

Planeten op schaal, afstanden niet

Ster

LHS 3154

Planeet

LHS 3154b

0,11x massa

van onze zon

In verhouding heeft

planeet LHS 3154b

zeer veel massa ten

opzichte van de ster

Aarde

5.972 x 1024 kg

Zon

3.955 x 1030 kg

Dwergsterren

Vandaar dat astronomen verwachten dat zogeheten rode dwergsterren, relatief kleine sterren, ook relatief kleine planeten zullen hebben. Omdat LHS 3154 zelfs naar de maatstaven van zulke dwergsterren relatief klein en licht is, valt de 13 aardemassa’s van zijn planeet buiten die limiet.

“Deze vondst past in een trend waarbij we steeds vaker te zware planeten vinden rond dwergsterren”, zegt Snellen. “Met één belangrijk verschil: deze staat veel dichter bij zijn moederster.”

Dat is relevant omdat je voor planeten die ver van de ster ontstaan nog alternatieve manieren kunt bedenken om veel massa te vergaren, terwijl planeten dichterbij echt alleen uit samenklontering kunnen ontstaan. “Het is dus extra onverwacht dat juist deze planeet zoveel massa heeft”, zegt Snellen.

Driehonderd simulaties

In hun artikel laten de auteurs zien dat computersimulaties van het systeem, gebaseerd op alle huidige astronomische kennis over planeetvorming, het niet voor elkaar krijgen om zo een zware planeet te produceren. In driehonderd simulaties lukte het niet eenmaal om een planeet zoals LHS 3154b te laten ontstaan.

Pas wanneer de onderzoekers tienmaal meer materiaal - de kleine kiezeltjes en klompjes die samenklonteren tot planeten - in hun simulatie stopten, lukte het af en toe om een planeet met deze massa te maken. Mogelijk zit in zulke schijven dus toch meer materiaal dan astronomen met hun telescopen momenteel kunnen waarnemen. “Dat is de meest waarschijnlijke verklaring hiervoor”, zegt Snellen. “We zijn nog niet op het punt gekomen dat we de manier waarop planeten ontstaan moeten heroverwegen.”