Forskare vid Dartmouth College har upptäckt en planet som kretsar kring en av de ljusaste unga stjärnorna som är kända, enligt en studie publicerad i tidskriften The Astrophysical Journal Letters . Åldras ungefär 45 miljoner år gammal, stjärnan och dess planet kan ge värdefull information om hur planetkroppar bildas.

Känd som en exoplanet eftersom den är utanför solsystemet, planeten hittades som en del av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) uppdrag. Medan tusentals exoplanetupptäckter redan har gjorts, endast en handfull har upptäckts kring relativt unga stjärnor.

Exoplaneten som observerades i Dartmouth-forskningen - känd som DS Tuc Ab - kan betraktas som en "pre-teen" i planetarisk tid. Planeten växer inte längre, men, på grund av sin unga ålder, den genomgår fortfarande snabba förändringar som att förlora atmosfärisk gas som ett resultat av strålningen som kommer från dess värdstjärna.

Planeter kan ta miljoner eller miljarder år att nå mognad. Eftersom den processen inte kan observeras i realtid, forskare letar efter planeter runt unga stjärnor för att fånga processen i aktion och lära sig hur planeter bildas och utvecklas.

"Ett av de övergripande målen för astronomi är att förstå den stora bilden av hur vi kom hit, hur solsystem och galaxer tar form och varför, sa Elisabeth Newton, en biträdande professor i fysik och astronomi vid Dartmouth College. "Genom att hitta solsystem som skiljer sig från våra egna - särskilt unga - kan vi hoppas att lära oss varför jorden och vårt eget solsystem utvecklades på det sätt som de gjorde."

DS Tuc Ab är ungefär sex gånger så stor som jorden, mellan storlekarna Neptunus och Saturnus. Med tanke på storleken, den har sannolikt en sammansättning som liknar den hos jätteplaneterna i vårt solsystem. Exoplaneten har två solar och gör en hel bana runt sin huvudstjärna på bara åtta dagar.

Planeten observerades först av NASAs satellit i november 2018 och bekräftades av Dartmouth-teamet i mars med hjälp av data från NASA:s Spitzer Space Telescope och andra mark- och rymdbaserade observatorier, såsom South African Large Telescope (SALT).

Planeten är cirka 150 ljusår bort från jorden. Varje ljusår är en sträcka på knappt 6 biljoner mil.

"Vi var väldigt glada när vi bekräftade denna upptäckt eftersom planeten kretsar så ljust, välkänd ung stjärna. Hela vårt team arbetade tillsammans för att lära oss allt vi kunde om detta solsystem, sa Newton, som ledde ett team av forskare från University of North Carolina vid Chapel Hill, University Texas i Austin, och andra forskningscentra från hela världen.

NASA:s TESS-uppdrag letar efter planeter runt närliggande stjärnor med hjälp av transitmetoden. Tillvägagångssättet upptäcker när ljus blockeras när en planet passerar mellan jorden och planetens värdstjärna. Forskare granskar sedan observationer från andra teleskop för att bekräfta upptäckten.

"Stjärnans ljusstyrka låter oss studera planeten i detalj eftersom ju fler fotoner du har desto bättre statistik har du. En upptäckt av detta slag med en så unik ålder och en ovanlig planetstorlek skulle inte vara möjlig utan TESS, sa Newton.

Planeter är större när de först bildas och tros bli mindre med tiden när de svalnar och tappar atmosfären. Eftersom denna planet fortfarande bildas, teamet hoppas kunna upptäcka atmosfärens avdunstning i aktion. Att förstå denna process kan hjälpa forskare att förutsäga vad som kan hända med exoplaneten under de kommande miljarder år och kan också användas för att förstå hur atmosfärisk flykt kan ha påverkat äldre planeter, inklusive jorden.

"Vi hoppas att genom att se denna planets atmosfär, vi kan ge en ögonblicksbild av hur planeter ser ut i unga år, sa Newton.

TESS-satelliten sköts upp den 18 april, 2018. Enligt NASA, TESS-uppdraget kommer att kartlägga 200, 000 av de ljusaste stjärnorna nära solen för att söka efter transiterande exoplaneter, inklusive de som kan försörja livet.

Medan forskargruppen vet storleken på DS Tuc Ab, den totala massan är inte känd. Detta begränsar vad teamet för närvarande kan berätta om planetens densitet och sammansättning. Tack vare stjärnans ljusstyrka, framtida undersökningar kan mäta planetens massa eller avgöra vilka molekyler som finns i dess atmosfär.