Upptäckten av en planet med en mycket elliptisk bana runt en gammal stjärna kan hjälpa oss att förstå mer om hur planetsystem bildas och utvecklas över tiden.

Den nya planeten, HD76920b, är fyra gånger massan av Jupiter, och kan hittas cirka 587 ljusår bort i den södra stjärnbilden Volans, flygfisken. Som längst, den kretsar nästan dubbelt så långt från sin stjärna som jorden gör från solen.

Detaljer om planeten och dess upptäckt publiceras idag. Så hur passar detta in i planetbildningsberättelsen, och är sådana planeter vanliga i kosmos?

Solsystemet

Innan den första upptäckten av exoplaneten, vår förståelse av hur planetsystem bildades kom från det enda exemplet vi hade på den tiden:vårt solsystem.

Nära solen kretsar fyra steniga planeter - Merkurius, Venus, Jorden och Mars. Längre ut finns fyra jättar – Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus.

Utspridda mitt ibland dem har vi skräp – kometer, asteroider och dvärgplaneterna.

De åtta planeterna rör sig i nästan cirkulära banor, nära samma plan. Huvuddelen av skräpet ligger också nära det planet, fastän på banor som är något mer excentriska och lutande.

Hur bildades detta system? Tanken var att den smälte samman från en skiva av material som omgav den embyroniska solen. De kallare ytterområdena var rika på is, medan de hetare inre områdena bara innehöll damm och gas.

Under miljontals år, de små partiklarna av damm och is kolliderade med varandra, långsamt bygga allt större föremål. I rymdens isiga djup, jätteplaneterna växte snabbt. I det varma, stenig interiör, tillväxten var långsammare.

Så småningom, solen blåste bort gasen och dammet och lämnade ett (relativt) ordnat system - ungefär plana planeter, rör sig i nästan cirkulära banor.

Exoplanettiden

De första exoplaneterna, upptäcktes på 1990-talet, krossade denna enkla modell av planetbildning. Vi lärde oss snabbt att de är mycket mer olika än vi kunnat föreställa oss.

Vissa system har gigantiska planeter, större än Jupiter, kretsar otroligt nära sin stjärna. Andra värd excentriska, ensamma världar, utan följeslagare att kalla sina egna.

Denna mängd data avslöjar en sak – planetbildning och evolution är mer komplicerad och mångsidig än vi någonsin föreställt oss.

Kärntillväxt kontra dynamisk instabilitet

Som ett resultat av dessa upptäckter, astronomer utvecklade två konkurrerande modeller för planetbildning.

Den första är kärntillväxt, där planeter bildas gradvis, genom kollisioner mellan damm och is. Teorin har vuxit ur våra gamla modeller av solsystemsbildning.

Den konkurrerande teorin är dynamisk instabilitet. Ännu en gång, berättelsen börjar med en skiva av material runt en ungdomlig stjärna. Men den skivan är mer massiv, och blir instabil under sin egen gravitation, får klumpar att växa. Dessa klumpar bildar snabbt planeter, i tusentals år.

Båda modellerna kan förklara en del, men inte allt, av de nyupptäckta planeterna. Beroende på de ursprungliga förhållandena runt stjärnan, det verkar som om båda processerna kan inträffa.

Varje teori erbjuder potential att förklara excentriska världar på något olika sätt.

Hur får man en excentrisk planet?

I den dynamiska instabilitetsmodellen kan du enkelt få flera klumpar att bildas och interagera, slänger runt varandra tills deras banor är både lutande och excentriska.

Under kärntillväxtmodellen är saker och ting lite svårare, eftersom denna metod naturligt skapar co-planar, ordnade planetsystem. Men med tiden kan dessa system bli instabila.

Ett möjligt resultat är att en planet kastar ut de andra genom en serie kaotiska möten. Det skulle naturligtvis lämna den som en ensam kropp, efter en mycket långsträckt bana.

Men det finns ett annat alternativ. Många stjärnor i vår galax är binära – de har stjärnkompisar. Interaktionen mellan en planet och dess värdstjärnas syskon kan lätt röra upp den och så småningom kasta ut den, eller placera den på en extrem bana.

En excentrisk planet

Detta för oss till vår nyupptäckta värld, HD76920b. En handfull liknande excentriska världar har hittats tidigare, men HD76920b är unik. Den kretsar runt en gammal stjärna, mer än två miljarder år äldre än solen.

Den omloppsbana som HD76920b följer är inte hållbar på lång sikt. När den svänger nära sin värdstjärna, det kommer att uppleva dramatiska tidvatten.

En gasformig planet, HD76920b kommer att ändra form när den svänger förbi sin stjärna, sträckt av sin enorma gravitation. Dessa tidvatten kommer att vara mycket större än något vi upplever på jorden.

Den tidvatteninteraktionen kommer med tiden att verka för att cirkulera planetens omloppsbana. Den punkt där stjärnan närmast närmar sig stjärnan kommer att förbli oförändrad, men den mest avlägsna punkten kommer gradvis att dras närmare in, driver banan mot cirkuläritet.

Allt detta tyder på att HD76920b inte kan ha ockuperat sin nuvarande omloppsbana sedan dess födelse. Om så vore fallet, omloppsbanan skulle ha cirkulerat för evigheter sedan.

Kanske är det vi ser bevis på ett planetsystem som blivit oseriöst. Ett system som en gång innehöll flera planeter på cirkulära (eller nära cirkulära) banor.

Över tid, dessa planeter knuffade runt varandra, så småningom träffade en kaotisk arkitektur när deras stjärna utvecklades. Resultatet – kaos – med de flesta planeter utspridda och utslängda till rymdens djup och lämnade bara en – HD76920b.

Sanningen är den, vi vet bara inte – än. Som alltid är fallet inom astronomi, Det behövs fler observationer för att verkligen förstå livshistorien för denna märkliga planet.

En sak vi vet är att berättelsen närmar sig ett brinnande slut. Under de närmaste miljoner åren, stjärnan kommer att svälla, slukar sin sista planet. Sedan, HD76920b kommer inte att finnas längre.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.