Die in einem Astrolabium vorhandene Materialmenge spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der potenziellen Größe eines Planeten. Protoplanetare Scheiben benötigen ausreichende Mengen an Urmaterial, um die Bildung von Planeten um neugeborene Sterne zu ermöglichen. Ein kürzlich entdeckter Exoplanet scheint jedoch dieser etablierten Theorie zu widersprechen und verwirrt die Wissenschaftler.
Die wachsende Liste der Planeten, die nicht existieren sollten, umfasst jetzt LHS 3154b, einen Exoplaneten in der Größe von Neptun, der für seinen Mutterstern zu groß erscheint. LHS3154 ist ein „ultrakühler“ Zwergstern mit einer neunmal geringeren Masse als die Sonne. Der Planet selbst ist mindestens 13,2-mal massereicher als die Erde. Theoretische Modelle haben jedoch bisher die Möglichkeit ausgeschlossen, dass sich solche massiven Objekte um massearme Sterne bilden.
Die Entdeckung von LHS3154b wurde von einem Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Suvrath Mahadevan mit dem Habitable Zone Planet Explorer (HPF) gemacht, einem astronomischen Spektrographen, der an der Pennsylvania State University entwickelt wurde. Mahadevan, Professor für Astronomie und Astrophysik und Mitautor des Science-Artikels, betonte, dass der neue Exoplanet verdeutliche, wie „sehr begrenzt“ unser Verständnis des Universums sei.
HPF ist ausdrücklich darauf ausgelegt, Planeten zu identifizieren, die die kältesten Sterne im äußeren Sonnensystem umkreisen. Die Entdeckung solcher Planeten stellt eine erhebliche Herausforderung dar, da sie in der Nähe ihrer Muttersterne bleiben müssen, um für flüssiges Wasser geeignete Temperaturen aufrechtzuerhalten. Mahadevan erklärte, dass HPF erfolgreich Planeten in relativ engen Umlaufbahnen um ultrakühle Sterne erkennen kann. Sterne entstehen aus massiven Gas- und Staubwolken. Nach der Geburt eines Sterns beginnen Restgas und Staub, den Stern zu umkreisen und schließlich Planeten zu bilden.
Die Forscher verwendeten Computersimulationen, um zu bestätigen, dass das vom HPF ermittelte erhöhte „Planet-zu-Stern-Massenverhältnis“ kein erwartetes Ergebnis eines Planetensystems war, das LHS 3154 umkreist. In der Arbeit heißt es, dass die Existenz von LHS3154b in diesem Universum nur dann wissenschaftlich erklärt werden kann, wenn die Masse der protoplanetaren Scheibe das Zehnfache der Masse des Wirtssterns beträgt.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass Objekte wie LHS 3154b aufgrund laufender Untersuchungen des HPF und anderer Instrumente möglicherweise „extrem selten“ sind. Mahadevan sagte, diese Entdeckung sei ein besonderer Testfall für alle bestehenden Theorien zur Planetenentstehung, der dem Zweck des HPF entspreche.