En planet går baklengs rundt en rød dverg, og ingen kjempe i nærheten kan forklare det

En planet 72 lysår fra Jorda går i bane rundt stjernen sin på feil vei. GJ 3090 b, en verden som er litt over dobbelt så bred som Jorda, beveger seg rundt den røde dvergen i motsatt retning av stjernens egen rotasjon, med en helning på omtrent 136 grader fra der planeter forventes å ligge. Det er den første planeten som noensinne er funnet i baklengs bane rundt en rød dverg, den vanligste stjernetypen i galaksen.

Baklengs planeter er sjeldne, men ikke nye. I alle tidligere tilfeller av en så skjev bane i et system med flere planeter, kunne astronomer peke på en skyldig: en følgestjerne eller en gigantisk ytre planet hvis gravitasjon over millioner av år hadde dratt en nabo ut av kurs. Rundt GJ 3090 finnes det ingen slik bølle. Det fraværet er den virkelige nyheten, fordi det antyder at planeten kan ha blitt født i en skive av gass og støv som allerede spant feil vei.

«Til vår store overraskelse er ikke bare planeten GJ 3090 b på en svært misjustert bane, men den går også retrograd», sa Yann Carteret, doktorgradsstudent ved Universitetet i Genève og førsteforfatter av studien i Astronomy & Astrophysics.

Planeten er en sub-Neptun, omtrent 2,2 ganger jordens radius og 4,5 ganger dens masse, og den fullfører en bane på omtrent 2,9 dager. Stjernen, en rød dverg av type M i det sørlige stjernebildet Føniks, er mindre og kjøligere enn Solen. Systemet har også minst én planet til, en bekreftet sub-Neptun med en omløpstid på 16 dager, pluss en kandidat på 13 dager.

Slik avslørte de en planet som går feil vei

Ingen kan fotografere banen direkte. Forskerteamet leste den i stedet ut fra stjernelyset, ved hjelp av et triks kjent som Rossiter-McLaughlin-effekten. En roterende stjerne har én side som snur seg mot oss og én side som snur seg bort, slik at lyset fra den første halvdelen er svakt forskjøvet mot blått og lyset fra den andre mot rødt. Når en planet passerer foran stjernens skive, blokkerer den en del av den ene halvdelen og deretter den andre. Rekkefølgen den dekker dem på, avslører bevegelsesretningen.

For en planet som går den normale veien, dekkes den nærmende halvdelen først. GJ 3090 b dekker dem i motsatt rekkefølge.

Signalet er svært lite. En passasje her varer omtrent en time og et kvarter, planeten er liten, og stjernen roterer sakte. Teamet brukte NIRPS, et nær-infrarødt spektrograf på Det europeiske sørobservatoriets 3,6-meter teleskop på La Silla i Chile, bygget av et konsortium ledet av Universitetet i Genève og Université de Montréal. Røde dverger skinner langt sterkere i det infrarøde enn i synlig lys, derfor kunne et infrarødt instrument gjøre det optiske instrumenter sliter med.

Forskerne observerte seks passasjer med NIRPS, fire av dem samtidig med det eldre HARPS-spektrografen, og samlet inn 193 spektre over omtrent 23 timer. I stedet for å lete etter den klassiske vingen i stjernens totale hastighet, som var for svak til å oppdages, brukte de en metode kalt RM Revolutions som analyserer lyset fra den nøyaktige stripen av stjernen som er skjult bak planeten i hvert øyeblikk. GJ 3090 b er nå den minste planeten rundt en rød dverg med en full tredimensjonal helningsmåling.

Hvor 136 grader befinner seg

I vårt solsystem ligger planetene innenfor omtrent 7 grader av solens ekvator, og hver eneste av dem går samme vei som solen snur. En vinkel på 90 grader ville bety en polarbane, som passerer over stjernens poler. Alt over 90 er retrograd. Ved 136 grader er GJ 3090 b nærmere helt opp-ned enn sidelengs.

Det plasserer den blant de mest tildekkede planetene som astronomer har en tredimensjonal måling av, sammen med to gasskjemper, KELT-19 b og TOI-1710 b. Det er også bare det sjette bekreftede systemet med flere planeter som inneholder én planet som er tildekt med mer enn 70 grader. I de andre fem, bemerker teamet, er det alltid enten en vid binær følgestjerne eller en massiv ytre planet som kan ha forårsaket skaden.

Røde dverger gjør resultatet enda mer merkelig. Deres dype, omrørende ytre lag antas å utøve sterke tidevannskrefter på nærliggende planeter, og gradvis trekke skjeve baner tilbake på linje. GJ 3090 b ser ut til å ha unnsluppet den korreksjonen, mest sannsynlig fordi den er liten og ligger akkurat langt nok ut, omtrent 13 ganger stjernens radius, til at tidevannet holder seg svakt.

Den manglende synderen og en annenhånds skive

Teamet lette etter en skjult forstyrrer. Ved å kombinere år med radialhastighetsdata fra HARPS og NIRPS, høyoppløselig spekkelavbildning og målinger fra Gaia-romteleskopet, utelukket de enhver følgestjerne innenfor omtrent 3 astronomiske enheter, og enhver planet tyngre enn Jupiter innenfor 15 AE, under forutsetning av at den går i samme plan som GJ 3090 b. Alt tyngre enn 13 Jupitermasser, grensen over hvilke objekter regnes som brune dverger, er utelukket ut til 100 AE under samme forutsetning.

«Fraværet av en massiv følgesvenn til å forklare denne uvanlige banen vil føre oss til å utforske andre hypoteser», sa medforfatter Vincent Bourrier fra Universitetet i Genève.

Deres foretrukne forklaring er en annengenerasjons skive. Etter at stjernens opprinnelige skive hadde forsvunnet, kan den unge røde dvergen ha samlet opp frisk gass og støv fra det interstellare rommet. Det materialet ville ankomme med en tilfeldig orientering, og i dette tilfellet ankom det og spant mot stjernens rotasjon. Planetene ville da ha blitt dannet inne i denne skjeve skiven og vandret innover sammen. Forfatterne knytter ideen til såkalte Peter Pan-skiver, rød dverg-skiver som fortsetter å mate stjernene sine i titalls millioner av år, langt lenger enn modellene forventer.

Beregningen deres legger til en begrensning. For at stjernen ikke skulle justere seg på nytt med den nye skiven, kan den ha svelget mindre enn omtrent 1 500 jordmasser av materiale, som i standardproporsjoner tilsvarer omtrent 15 jordmasser støv. Planetene alene utgjør en stor andel av dette, så det meste av støvet i skiven må ha endt opp i planeter heller enn å falle ned på stjernen.

Hva det ikke avgjør

136-graders-tallet har brede feilmarginer, fra omtrent 118 til 160 grader. Teamet utelukker en polarbane med 2,5 sigma, et meningsfullt resultat, men langt unna 5-sigma-standarden fysikere reserverer for oppdagelser. Den fullstendige tredimensjonale helningen avhenger også av estimater av stjernens rotasjonsperiode, radius og inklinasjon, ikke bare av passasjedataene.

Den endelige tilpasningen baserer seg på fem netter fra et enkelt instrument. En NIRPS-passasje med dårlig signal ble forkastet, og HARPS-dataene var for svake til å begrense vinkelen, så ingen andre instrumenter bekrefter retningen uavhengig.

Følgesvennsøket har et smutthull som forfatterne oppgir tydelig. Grensene deres antar at enhver skjult kjempe går i samme plan som GJ 3090 b. Et massivt legeme i en sterkt skrå bane er ikke fullstendig utelukket. Annengenerasjons skive-scenarioet er en slutning fra hva som mangler, ikke noe noen har observert.

Vanlige spørsmål om baklengs planeter

Hva er en retrograd planet?

En retrograd planet går i bane rundt stjernen sin i motsatt retning av stjernens egen rotasjon. Planeter dannes fra den samme roterende skiven som gir stjernen næring, så de deler normalt dens retning. En retrograd bane betyr at noe har vippet planeten eller fødselskiven dens med mer enn 90 grader.

Hvordan vet astronomer hvilken vei en planet går?

De observerer planeten mens den passerer foran stjernen og måler hvordan fargen på stjernelyset endrer seg. Fordi den ene siden av en roterende stjerne nærmer seg oss og den andre trekker seg tilbake, viser rekkefølgen planeten blokkerer hver side på, bevegelsesretningen. Dette er Rossiter-McLaughlin-effekten.

Går noe i baklengs bane i vårt solsystem?

Ingen planet går i bane rundt solen på feil vei, og alle åtte holder seg nær solens ekvator. Noen måner gjør det: Neptuns største måne, Triton, går mot planetens rotasjon og antas å være et fanget objekt. Venus roterer baklengs rundt sin egen akse, men banen er normalt rettet.

Kan GJ 3090 b opprettholde liv?

Studien sier ingenting om liv. Planeten kretser rundt stjernen sin på under tre dager, langt nærmere enn Merkur er solen. Med omtrent 4,5 jordmasser og 2,2 jordradier er den en sub-Neptun, en klasse som vanligvis antas å ha en tykk gasskappe heller enn en eksponert steinete overflate.

Planeten ble først identifisert av NASAs TESS-romteleskop og bekreftet i 2022. NIRPS-passasjene bak den nye målingen ble registrert i 2024, og artikkelen ble akseptert av Astronomy & Astrophysics i august 2026 og publisert i september. Forfatternes scenario gir en testbar spådom: Hvis hver planet i systemet ble dannet i den samme skjeve skiven, bør søsknene til GJ 3090 b dele dens baklengs helning. Neste steg er å måle banene deres også, noe som vil være vanskelig fordi 16-dagers planeten aldri krysser sin stjerne sett fra vårt ståsted.

Referanse: Carteret et al., «Upside down: GJ 3090 b the first retrograde exoplanet around an M dwarf detected with NIRPS,» Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661989

Tagger: ESO, eksoplaneter, GJ 3090 b, La Silla Observatory, NIRPS, red dwarf