Exoplanet orsakar utbrott i sin stjärnas atmosfär

Att en stjärna, som solen, påverkar sina omgivande planeter är välbekant, men nu har astronomer även hittat exempel på det motsatta – en exoplanet, en planet runt en annan stjärna, som påverkar sin stjärnas magnetfält. Enligt en ny studie publicerad i Nature, av forskare från bland annat Stockholms universitet, orsakar en planet runt stjärnan HIP 67522 periodiska stjärnutbrott, en slags magnetiska explosioner i stjärnans atmosfär.

Jupiterlika gasjättar som kretsar extremt nära sina stjärnor, med omloppstider på bara några dygn, är kända sedan den första upptäckten av en planet runt en sol-lik stjärna 1995. Den upptäckten belönades med 2019 års Nobelpris. Sedan dess har hundratals liknande exoplaneter med motsvarande korta omloppstider hittats, vilket förbryllar forskare eftersom det fortfarande är oklart hur sådana planeter bildas. Nuvarande teori är att planeterna inte bildas på plats utan längre ut i systemet för att senare krympa sina banor.

– Planeterna runt stjärnan HIP 67522 är särskilt intressanta eftersom det är ett mycket ungt system, endast 17 miljoner år gammalt. Det kan jämföras med vårt solsystems 5 miljarder år och ger oss en inblick i hur snabbt unga solsystem utvecklas, säger Alexis Brandeker som är universitetslektor på Institutionen för astronomi vid Stockholms universitet och medförfattare till studien.

Den innersta planeten runt stjärnan HIP 67522, kallad ”b”, är en gasjätte med en omloppstid runt stjärnan på bara en vecka (alltså planetens ”år”). Den har också ovanligt låg densitet, trots att planeten är lika stor som Jupiter är den bara en tjugondel så massiv.

– En intressant aspekt är vad som händer med planetens atmosfär under sådana omständigheter; är gravitationen tillräcklig stark för att hålla samman planeten eller kommer den erodera bort över årmiljarderna?

För jorden tror man att dess magnetfält varit avgörande för atmosfärens stabilitet. Solvinden, som består av en ström av laddade partiklar från solen, viker av i närheten av jordens magnetfält. Utan denna magnetsköld skulle solvinden dra med sig den övre atmosfären som då med tiden skulle försvinna. Detta tror man har hänt på Mars, vars magnetfält är för svagt för att skydda planetens atmosfär. Den nya studien i Nature, gjord av en internationell forskargrupp ledd av Ekaterina Ilin vid ASTRON, Nederländerna, visar att stjärnan HIP 67522 får magnetiska utbrott, så kallade stjärnfacklor, i takt med den inre planetens omlopp.

– Vi ser att stjärnans facklor följer med planeten i dess bana runt stjärnan. Det betyder att planeten måste ha ett magnetfält som är starkt nog att påverka stjärnan. Detta är första gången vi kunnat observera ett så tydligt samband mellan en exoplanet och dess stjärnas aktivitet, säger Alexis Brandeker.

För att mäta stjärnans facklor använde forskarna rymdteleskopen TESS och CHEOPS, som med hög precision uppmätte stjärnans ljusstyrka över ett par månader. Genom att jämföra tidpunkterna för stjärnans utbrott med planetens bana kunde man statistiskt påvisa sambandet.

– Eftersom facklor ibland flammar upp och avtar på bara ett tiotal sekunder förlorar man känslighet om man har mätpunkter mer sällan än så. Tack vare de metoder vi utvecklat vid Stockholms universitet kunde vi utnyttja data från CHEOPS på ett sätt som minskade tiden mellan mätpunkter till en tredjedel. Det innebär tre gånger fler datapunkter och känsligare mätningar, berättar Alexis Brandeker.

– Studien öppnar upp för en mer ingående förståelse för hur planeter bildas, hur de interagerar med sin stjärna och hur effektivt de lyckas behålla sina atmosfärer under extrema förhållanden.

Artikelreferens:
Ilin, Vedantham, Poppenhäger, Bloot, Callingham, Brandeker, Chakraborty: ”Close-in planet induces flares on its host star”, Nature 2025 (accepted)

DOI: http://doi.org/10.1051/0004-63...
Arxiv: https://arxiv.org/abs/2507.007...

Kontakt
Alexis Brandeker, universitetslektor i astronomi, Institutionen för Astronomi, Stockholms universitet
E-post: alexis@astro.su.se
Tel: 08-553 785 39