Yngste planet noensinne er så ung at modellene sier at den ikke finnes

Planeten heter Elias 2-24 b og ligger i stjernedannelsesområdet Rho Ophiuchi. Den er omtrent like tung som Jupiter og går i bane 55 ganger lenger fra stjernen sin enn jorden går fra solen. Hele systemet er høyst én million år gammelt, og det gjør Elias 2-24 b til den yngste planeten vi har vært borti noen sinne.

Gassen og støvet kommer fra skiven den ble født i, og varmen fra den prosessen gjør det vanskelig å si hvor tung den er.

Funnet er gjort av et team ledet av Andrea Bernardi, doktorgradsstipendiat ved Instituto de Estudios Astrofísicos på Universidad Diego Portales i Chile. Studien er publisert i The Astrophysical Journal Letters.

Lå i et hull vi allerede kjente

Skiven rundt Elias 2-24 har vært kjent for de skarpe ringene sine i årevis. Mellom ringene går det et hull, og slike hull har lenge vært tolket som sporet etter en planet som rydder banen sin.

«Planetene skal finnes inni hullene, siden det er de som graver dem ut. Og det var nøyaktig der vi fant Elias 2-24 b», sier Bernardi.

En exoplanet er en planet som går rundt en annen stjerne enn solen, og de aller fleste av dem er funnet indirekte, ved at stjernen dupper i lysstyrke eller vingler litt. Elias 2-24 b er avbildet direkte, midt i hullet den selv har gravd ut.

Ingen søkte om teleskoptid

Men bildene som avgjorde saken, lå allerede i arkivet. Teamet hentet opptak fra 2018 og 2020 tatt med NIRC2-instrumentet på W. M. Keck-observatoriet på Hawaii, som bruker en koronagraf til å dekke over stjernen slik at det svake lyset fra planeten ved siden av blir synlig. Teamet brukte kun gamle målinger.

Observasjonstiden på de store teleskopene er blant de knappeste ressursene i faget. Den yngste planeten vi kjenner ble funnet av noen som stilte et nytt spørsmål til filer som allerede lå der.

Modellene ber om fem millioner år

Standardforklaringen på hvordan gasskjemper blir til heter kjerneakkresjon. Først klumper støv og is seg sammen til en fast kjerne, og når kjernen er tung nok, trekker den til seg gassen rundt og blir en Jupiter.

For en planet på Jupiters avstand til solen lander modellene på rundt fem millioner år. Elias 2-24 b ligger enda mye lenger ute, der materialet er tynnere og kaldere og alt går tregere. Likevel har den hatt under én million år på seg.

«Elias 2-24 b viser oss at selv de beste planetdannelsesmodellene våre fortsatt mangler noen viktige prosesser», sier Lucas Cieza, professor ved Instituto de Estudios Astrofísicos og medforfatter på studien.

Den raske veien

Men skiveustabilitet har alltid vært den konkurrerende forklaringen på hvordan planeter kan dannes raskere. Den går ut på at et område av skiven blir tungt nok til å falle sammen under sin egen tyngde, uten å bygge en kjerne først. Da snakker man ikke lenger om millioner av år, men tusener.

Den andre muligheten er at kjernen bygges raskere enn antatt, fordi småstein driver innover i skiven og samler seg der planeten holder på å bli til. Begge muligheter har vært foreslått lenge, og begge har manglet et reelt eksempel.

Elias 2-24 b avgjør ikke hvilken av dem som stemmer. Men den setter en frist: En modell som ikke tillater at gasskjemper blir til på under én million år, er åpenbart ikke korrekt.