Nye observasjoner av stjernesystemet HR 8799 viser at massive gassplaneter kan dannes på samme måte som vår egen Jupiter, til tross for at de er langt større og går i vidstrakte baner. Funnet utfordrer etablerte modeller for planetdannelse.

Ved hjelp av James Webb-romteleskopet (JWST) har et internasjonalt forskerteam analysert atmosfæren til tre gigantiske eksoplaneter i stjernesystemet HR 8799. Systemet ligger omtrent 130 lysår unna jorden i stjernebildet Pegasus, og er relativt ungt med en anslått alder på 30 millioner år.

Gasskjempene i systemet har masser som er fem til ti ganger større enn Jupiter. Hvordan så enorme planeter kan oppstå i de ytre delene av et stjernesystem, har lenge vært et ubesvart spørsmål i astronomien. Nå gir en ny studie publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Astronomy uventede svar.

Spor av svovel peker mot kjerneakkresjon

Gjennom teleskopets spektrograf oppdaget forskerne tydelige signaturer av tunge grunnstoffer i atmosfæren til planetene, deriblant karbon, oksygen og hydrogensulfid (svovel).

Illustrasjon av kjerneakkresjon i et tidlig solsystem, der en kjerne av stein og is trekker til seg gass fra en omkringliggende skive.
Gigantiske Jupiter-lignende gassplaneter i fremmede stjernesystemer har gitt astronomene grå hår i flere tiår fordi de vokser på måter som ikke burde være mulig.

Forekomsten av svovel er en sterk indikator på at planetene har blitt til gjennom såkalt kjerneakkresjon. Dette innebærer at planeten starter som en solid kjerne av stein og is som gradvis bygger seg opp, før den til slutt trekker til seg enorme mengder gass fra den omkringliggende protoplanetariske skiven. Denne «bottom-up»-prosessen er den samme som skapte vår egen Jupiter.

Den alternative teorien for massive gasskjemper er en «top-down»-prosess, der de oppstår som brune dverger ved at en massiv sky av gass kollapser under sin egen tyngdekraft.

– Med påvisningen av svovel kan vi utlede at planetene i HR 8799 sannsynligvis ble dannet på en lignende måte som Jupiter, til tross for at de er fem til ti ganger mer massive. Dette var uventet, uttaler Jean-Baptiste Ruffio, forsker ved University of California San Diego og en av hovedforfatterne bak studien.

Et teoretisk dilemma

Selv om observasjonene gir et tydelig svar på hvordan planetene ble dannet, skaper oppdagelsen et nytt problem: Kjerneakkresjon burde teoretisk sett ikke være en effektiv nok prosess til å bygge så store planeter i en så stor avstand fra moderstjernen.

Michael Meyer, astronom ved University of Michigan og medforfatter av studien, understreker at funnet tøyer grensene for hva de nåværende astronomiske modellene tillater.

– Det er ikke mulig at planetdannelse skal være så effektiv. Det er et dilemma, og vi står virkelig overfor et mysterium her, uttaler Meyer.

Forskerne påpeker videre at ulikheter i svovelinnholdet mellom de tre undersøkte planetene vil kreve ytterligere analyser for å forstå de nøyaktige variasjonene i dannelsesprosessen.

Se mer om oppdagelsen her:

*Kreditering: AstroPhil / YouTube*

Kilder:

  • Ruffio, J.-B., Xuan, J., Meyer, M., et al. (2026). Nature Astronomy.
  • Pressemeldinger og intervjuer via University of California San Diego (UCSD) og University of Michigan.
  • Observasjonsdata fra NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope.