Under större delen av mänsklighetens historia baserades vår förståelse av hur planeter bildas och utvecklas på de åtta (eller nio) planeterna i vårt solsystem. Men under de senaste 25 åren, upptäckten av mer än 4, 000 exoplaneter, eller planeter utanför vårt solsystem, ändrade allt det där.

Bland de mest spännande av dessa avlägsna världar är en klass av exoplaneter som kallas heta Jupiters. Liknande i storlek som Jupiter, dessa gasdominerade planeter kretsar extremt nära sina moderstjärnor, cirkla dem på så få som 18 timmar. Vi har inget liknande i vårt eget solsystem, där de närmaste planeterna till solen är steniga och kretsar mycket längre bort. Frågorna om heta Jupiters är lika stora som planeterna själva:bildas de nära sina stjärnor eller längre bort innan de vandrar inåt? Och om dessa jättar migrerar, vad skulle det avslöja om planeternas historia i vårt eget solsystem?

För att svara på de frågorna, forskare kommer att behöva observera många av dessa heta jättar mycket tidigt i deras bildande. Nu, en ny studie i Astronomisk tidskrift rapporter om upptäckten av exoplaneten HIP 67522 b, som verkar vara den yngsta heta Jupiter som någonsin hittats. Den kretsar kring en välstuderad stjärna som är cirka 17 miljoner år gammal, vilket betyder att den heta Jupiter sannolikt bara är några miljoner år yngre, medan de flesta kända heta Jupiters är mer än en miljard år gamla. Planeten tar ungefär sju dagar att kretsa runt sin stjärna, som har en massa som liknar solens. Ligger bara cirka 490 ljusår från jorden, HIP 67522 b är ungefär 10 gånger jordens diameter, eller nära Jupiters. Dess storlek indikerar starkt att det är en gasdominerad planet.

HIP 67522 b identifierades som en planetkandidat av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), som upptäcker planeter via transitmetoden:Forskare letar efter små dippar i en stjärnas ljusstyrka, indikerar att en kretsande planet har passerat mellan observatören och stjärnan. Men unga stjärnor tenderar att ha många mörka fläckar på sina ytor - stjärnfläckar, även kallade solfläckar när de dyker upp på solen – som kan se ut som planeter på transit. Så forskare använde data från NASA:s nyligen pensionerade infraröda observatorium, rymdteleskopet Spitzer, för att bekräfta att transitsignalen kom från en planet och inte en stjärnfläck. (Andra metoder för upptäckt av exoplaneter har gett antydningar om närvaron av ännu yngre heta Jupiters, men ingen har bekräftats.)

Upptäckten ger hopp om att hitta fler unga heta Jupiters och lära sig mer om hur planeter bildas i hela universum – även här hemma.

"Vi kan lära oss mycket om vårt solsystem och dess historia genom att studera planeterna och andra saker som kretsar runt solen, sade Aaron Rizzutto, en exoplanetforskare vid University of Texas i Austin som ledde studien. "Men vi kommer aldrig att veta hur unikt eller hur vanligt vårt solsystem är om vi inte är ute och letar efter exoplaneter. Exoplanetforskare tar reda på hur vårt solsystem passar in i den större bilden av planetbildning i universum."

Migrerande jättar?

Det finns tre huvudhypoteser för hur heta Jupiters kommer så nära sina moderstjärnor. En är att de helt enkelt bildas där och stannar kvar. Men det är svårt att föreställa sig att planeter bildas i en så intensiv miljö. Inte bara skulle den brännande värmen förånga de flesta material, men unga stjärnor får ofta utbrott med massiva explosioner och stjärnvindar, potentiellt sprida alla nyligen framväxande planeter.

Det verkar mer troligt att gasjättar utvecklas längre från sin moderstjärna, förbi en gräns som kallas snögränsen, där det är tillräckligt svalt för att is och andra fasta material kan bildas. Jupiterliknande planeter består nästan helt av gas, men de innehåller fasta kärnor. Det skulle vara lättare för dessa kärnor att formas förbi snögränsen, där frusna material kunde hålla ihop som en växande snöboll.

De andra två hypoteserna antar att så är fallet, och att heta Jupiters sedan vandrar mot närmare sina stjärnor. Men vad skulle orsaken till och tidpunkten för migrationen vara?

En idé hävdar att heta Jupiters börjar sin resa tidigt i planetsystemets historia medan stjärnan fortfarande är omgiven av skivan av gas och damm från vilken både den och planeten bildades. I detta scenario, gravitationen hos skivan som interagerar med planetens massa kan avbryta gasjättens omloppsbana och få den att migrera inåt.

Den tredje hypotesen hävdar att heta Jupiters kommer nära sin stjärna senare, när gravitationen av andra planeter runt stjärnan kan driva på migrationen. Det faktum att HIP 67522 b redan är så nära sin stjärna så tidigt efter dess bildande tyder på att denna tredje hypotes förmodligen inte gäller i detta fall. Men en ung het Jupiter räcker inte för att avgöra debatten om hur de alla bildas.

"Forskare skulle vilja veta om det finns en dominerande mekanism som bildar de flesta heta Jupiters, sa Yasuhiro Hasegawa, en astrofysiker specialiserad på planetbildning vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory som inte var involverad i studien. "I samhället just nu finns det ingen tydlig konsensus om vilken bildningshypotes som är viktigast för att reproducera den population vi har observerat. Upptäckten av denna unga heta Jupiter är spännande, men det är bara en antydan till svaret. För att lösa mysteriet, vi kommer att behöva mer."

TESS är ett NASA Astrophysics Explorer-uppdrag som leds och drivs av MIT i Cambridge, Massachusetts, och förvaltas av NASA:s Goddard Space Flight Center. Ytterligare partners inkluderar Northrop Grumman, baserad i Falls Church, Virginia; NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts; MIT:s Lincoln Laboratory; och Space Telescope Science Institute i Baltimore. Mer än ett dussin universitet, forskningsinstitut och observatorier över hela världen deltar i uppdraget.