En forskargrupp ledd av forskare från IRAP (CNRS/CNES/Université Toulouse III—Paul Sabatier) och IPAG (CNRS/UGA) har för första gången mätt den inre tätheten hos en mycket ung exoplanet som kretsar kring en nybildad, extremt aktiv stjärna. Trots "bruset" som genereras av stjärnans aktivitet, de uppnådde detta framgångsrikt med Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) planetjaktinstrument SPIRou. Resultaten publiceras i MNRAS den 2 februari 2021.

Stjärnan AU Microscopii (AU Mic) är inte mer än 22 miljoner år gammal, med andra ord bara några månader om en stjärnas livslängd reducerades till en människas. Den är därför väldigt ung, precis som planetsystemet runt det, som är hem för en gasjätte vid namn AU Mic b.

Massan och densiteten för AU Mic b, som först upptäcktes av NASA:s TESS-satellit, har nu bestämts med SPIRou-spektropolarimetern. De visar sig vara väldigt lika de från Neptunus, som är mer än fyra miljarder år äldre. Dock, exoplanetens bana är 450 gånger närmare dess stjärna än Neptunus är solen. Dess atmosfär har en temperatur på cirka 300 grader C, och den tillhör därför familjen av heta Neptunes.

Dess stjärna, som är mycket aktiv eftersom den är så ung, genererar mycket starka magnetfält, vilket gör det extremt svårt att analysera AU Mic b-signalen. Dock, SPIRous högpresterande kapacitet, tillsammans med det arbete som utförts av forskarna från IRAP och IPAG, äntligen gjorde det möjligt att bestämma dess massa, och därav dess densitet, trots det "brus" som genereras av AU Mics aktivitet.

Detta är första gången som astronomer framgångsrikt har mätt både massan (med SPIRou) och radien (tack vare TESS) för en exoplanet som är mindre än 200 miljoner år gammal. Det är också den första exoplaneten vars massa har mätts av SPIRou, ett nästa generations instrument designat och byggt under övervakning av franska team och nyligen monterat på Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT).

I tre andra nyligen publicerade tidningar, forskarteamen som är involverade i SPIRou har också bekräftat det nya instrumentets oöverträffade prestanda, och studerade en annan egenskap hos AU Mic b, dess banas lutning. Detta visade sig vara väl i linje med ekvatorialplanet för dess stjärna, vilket tyder på att dess bildning inte påverkades av andra massiva föremål.

Alla dessa fynd ger ytterligare information som kommer att hjälpa forskare att förfina modeller för planetbildning och migration.