Astronomen hebben een planetenstelsel ontdekt dat rond een kleine, oude ster draait en dat conventionele theorieën over planeetvorming lijkt te tarten. In plaats van de typische opstelling – rotsachtige werelden dicht bij de ster en gasreuzen verder weg – bevat dit systeem, genaamd LHS 1903, grotere planeten nabij de ster en een kleinere, rotsachtige wereld aan de buitenrand. Deze onverwachte structuur roept fundamentele vragen op over hoe planeten zich rond sterren met een lage massa verzamelen.
De anomalie: planetaire architectuur van binnenuit
Het LHS 1903-systeem bevat ten minste vier planeten: drie sub-Neptunussen (LHS 1903 b, c en d) en een dichte, rotsachtige planeet (LHS 1903 e) in de buitenste baan. De eerste waarnemingen suggereerden een enigszins bekende opstelling, maar uiterst nauwkeurige gegevens van de CHEOPS-satelliet van de European Space Agency brachten de anomalie aan het licht. De buitenplaneet, LHS 1903 e, is een kale, rotsachtige kern, die de dikke atmosfeer mist die je verwacht in koudere, verder weg gelegen gebieden waar gas en ijs in overvloed aanwezig zijn.
Dit is belangrijk omdat de huidige modellen voorspellen dat planeten die zich verder van een ster bevinden, een aanzienlijke gasatmosfeer zouden moeten accumuleren. De aanwezigheid van een rotsachtige wereld op die afstand suggereert dat het vormingsproces drastisch anders verliep dan eerder werd aangenomen.
Gasverarmde formatie: een nieuwe hypothese
Om deze ongebruikelijke structuur te verklaren, stelde het team een ‘gasarme formatie’-mechanisme voor. Deze theorie stelt dat de planeten opeenvolgend zijn gevormd, te beginnen met de planeten die het dichtst bij de ster staan. Naarmate de ster ouder werd, verdwenen het omringende gas en stof, waardoor er minder hulpbronnen overbleven voor de groei van de buitenplaneten. De buitenste planeet, LHS 1903 e, zou langzaam zijn samengesmolten uit het resterende rotsachtige puin in een gasarme omgeving, wat resulteerde in zijn kleine omvang en gebrek aan atmosfeer.
Simulaties ondersteunen deze hypothese, hoewel andere scenario’s – zoals een atmosferisch verlies in het verleden als gevolg van een botsing – niet volledig kunnen worden uitgesloten. De stabiliteit van de planeetbanen verleent ook geloofwaardigheid aan het sequentiële vormingsmodel.
Implicaties voor onderzoek naar exoplaneten
De ontdekking van LHS 1903 heeft bredere implicaties voor het begrijpen van planeetvorming, vooral rond M-dwergsterren, het meest voorkomende type in de Melkweg. Dit systeem zou een natuurlijk laboratorium kunnen bieden voor het bestuderen van de ‘radiusvallei’ – de kloof in grootteverdeling tussen rotsachtige en gasvormige exoplaneten.
Door planeten te observeren die om dezelfde ster draaien, kunnen astronomen variabelen zoals de leeftijd en samenstelling van sterren controleren, waardoor preciezere beperkingen mogelijk zijn voor de geschiedenis van planeetvorming. Verdere waarnemingen met de James Webb-ruimtetelescoop zullen van cruciaal belang zijn om de planetaire atmosferen te analyseren en deze modellen te verfijnen.
“Het vinden van meer van deze systemen zal ons in de nabije toekomst echt helpen modellen voor planeetvorming te verfijnen en te beperken.”
Het LHS 1903-systeem vertegenwoordigt een belangrijke stap in de richting van een vollediger begrip van hoe planetaire systemen evolueren, waarbij lang gekoesterde aannames ter discussie worden gesteld en nieuwe wegen voor onderzoek worden geopend.
