A csillagászoknak valami olyasmit sikerült megfigyelniük, amire nem számítottak: egy kis tömegű csillag körül keringő óriásbolygót.

A Rodrigo Ferrer-Chavez (Northwestern University) által vezetett kutatócsoport a James Webb-űrtávcső (JWST) segítségével sikeresen leképezte az RX J0534b jelű bolygót. A Large Binocular Telescope-pal (LBT) végzett mérések megerősítették, hogy a bolygó egy fiatal, kis tömegű csillag körül kering, mintegy 112 fényévre tőlünk. Az objektum fényessége alapján a bolygó tömege a Jupiter tömegének körülbelül 2,8-szorosa.

Az RX J0534b nagyjából 14 csillagászati egységre (CSE) kering központi csillagától. A Naprendszerre vetítve ez a távolság nagyjából félúton lenne a Szaturnusz és az Uránusz pályája között. Ez az első közvetlenül leképezett bolygó, amelyet egy M-törpe csillagtól 50 CSE-n belül találtak.

A JWST 2024 októberében figyelte meg az RX J0534 rendszert a közeli infravörös tartományban működő kamerájával (NIRCam), valamint egy koronográffal, amely kitakarja a központi csillag fényét, így lehetővé teszi a körülötte lévő halványabb objektumok észlelését. A kamera két különböző hullámhosszon, 2 és 4,44 mikrométeren készített felvételeket. A JWST megfigyeléseit követően a Large Binocular Telescope felvételei is megerősítették, hogy az objektum együtt mozog az RX J0534-gyel.

A csillag egy M3 színképtípusú törpecsillag, tömege a Nap tömegének körülbelül 43%-a. A β Pictoris mozgási csoporthoz tartozik – ez fiatal csillagok olyan együttese, amelyek közös keletkezési helyük miatt hasonló irányban mozognak az égbolton.

A csillag kora 18 és 26 millió év között van, esetleges bolygói még őrizhetik a keletkezésük során felhalmozott hőt, emiatt erős infravörös források.

A csillagászok azt feltételezik, hogy az óriásbolygók keletkezésük során a por- és kőzetszemcsék összeütköznek és összetapadnak, míg létre nem jön a szilárd mag. Ennek a magnak elég naggyá kell válnia ahhoz, hogy a csillagot körülvevő gázkorongból magához vonzza a hidrogént és a héliumot, ezáltal kialakítva a bolygó gázból álló külső rétegeit. Az időzítés kulcsfontosságú, mivel a gázkorong élettartama korlátozott.

A magfelépüléses forgatókönyv fő alternatívája a gravitációs instabilitás. Egy fiatal protoplanetáris korong nagy tömegű, hideg régiói instabillá válhatnak, majd közvetlenül összeomolhatnak, létrehozva egy protobolygót.

A gravitációs instabilitás azonban várhatóan inkább a csillagtól távolabb következik be, és általában az RX J0534b-nél jóval nagyobb tömegű objektumokat hoz létre. Ráadásul a kis tömegű korongokban a gravitációs instabilitás kialakulásának valószínűsége is kisebb.

További érdekesség, hogy a JWST rövidebb hullámhosszon készült felvétele halvány, kiterjedt fénylést mutatott a csillag körül. Ez egy, a csillagtól körülbelül 79 CSE-re található törmelékkorongra utalhat.

A gáznemű protoplanetáris koronggal ellentétben a törmelékkorong olyan porból áll, ami az olyan égitestek ütközései során keletkezett, amelyek végül nem váltak bolygó tömegű objektumokká. A korong élesen meghatározott belső széle arra utal, hogy bolygók alakították a szerkezetét.

Az RX J0534b túl közel van a csillaghoz ahhoz, hogy maga feleljen ezért a szerkezetért. Ez felveti annak lehetőségét, hogy a bolygó és a távoli törmelékkorong között további, kisebb tömegű, jelenleg még nem ismert bolygók is rejtőznek. Mindez azonban további vizsgálatokat igényel.