Проучването на извън слънчевите планети разкри някои фантастични и завладяващи неща. Например от хилядите планети, открити досега, много от тях са много по-големи от своите слънчеви колеги. Например, повечето газови гиганти, които са наблюдавани около орбитите си (известни още като „горещи юпитери“), са били масово подобни на Юпитер или Сатурн, но също са били значително по-големи по размер.
Откакто астрономите за първи път поставиха ограничения за размерите на извън слънчевия газов гигант преди седем години, загадката защо тези планети са толкова масивни, е издържала. Благодарение на неотдавнашното откриване на планети близнаци в системата K2-132 и K2-97 - направено от екип от Института за астрономия на Университета на Хавай, използвайки данни от Кеплер мисия - учените смятат, че се приближаваме до отговора.
Проучването, което подробно разкрива - „Да видиш двойно с K2: Тестване на реинфлация с две забележително подобни планети около Red Giant Branch Stars ”- наскоро се появи в The Astrophysical Journal. Екипът беше ръководен от Самюел К. Грунблат, аспирант в Университета на Хаваите и включваше членове от Сидни Института за астрономия (SIfA), Калтех, Харвард-Смитсонския център за астрофизика (CfA), Центъра за космически полети на NASA Goddard , института SETI и множество университети и изследователски институти.
Поради "горещия" характер на тези планети се смята, че техните необичайни размери са свързани с топлината, която тече във и извън атмосферата им. За обяснението на този процес са разработени няколко теории, но не са налични средства за тестване. Както обясни Грюнблат, „тъй като нямаме милиони години, за да видим как се развива определена планетарна система, теориите за инфлация на планетите бяха трудни за доказване или опровержение“.
За да се справят с това, Грюнблат и неговите колеги претърсиха данните, събрани от НАСА Кеплер мисия (конкретно от нейната K2 мисия) да се търсят „горещи юпитери“ в орбита на червени гигантски звезди. Това са звезди, които са излезли от основната последователност на живота си и са влезли във фазата на Red Giant Branch (RGB), която се характеризира с масивно разширение и намаляване на повърхностната температура.
В резултат на това червените гиганти могат да изпреварят планетите, които орбитират близо до тях, докато някога отдалечени планети ще започнат да орбитат отблизо. В съответствие с теория, изложена от Ерик Лопес - член на Дирекцията за наука и проучване на НАСА Годард - горещият Юпитер, орбитите червени гиганти трябва да се надуят, ако директният изход на енергия от тяхната приемаща звезда е доминиращият процес на надуване на планетите.
Досега търсенето им се превърна в две планети - K2-132b и K2-97 b - които бяха почти идентични по отношение на орбиталните им периоди (9 дни), радиуси и маси. Въз основа на наблюденията си екипът успя да изчисли точно радиусите на двете планети и да определи, че те са с 30% по-големи от Юпитер. Последващи наблюдения от W.M. Обсерватория Кек в Маунакеа, Хаваи, също показа, че планетите са само наполовина по-масивни от Юпитер.
След това екипът използва модели за проследяване на еволюцията на планетите и техните звезди във времето, което им позволява да изчислят колко топлина поемат планетите от техните звезди. Тъй като тази топлина се прехвърляше от външните си слоеве към дълбокия им интериор, планетите се увеличаваха по размер и намаляваха плътност. Резултатите от тях показват, че макар планетите да се нуждаят от увеличеното излъчване, за да се надуят, количеството, което са получили, е по-ниско от очакваното.
Въпреки че изследването е ограничено по обхват, проучването на Грюнблат и неговия екип е в съответствие с теорията, че огромни газови гиганти са надути от топлината на своите домакини звезди. Той е подкрепен от други доказателства, които намекват, че звездното излъчване е всичко, от което газовият гигант трябва драматично да промени размера и плътността си. Това със сигурност е важно, като се има предвид, че нашето Слънце някой ден ще излезе от основната си последователност, което ще има драстичен ефект върху нашата система от планети.
Като такова, изучаването на далечни червени гигантски звезди и през какво преминават техните планети ще помогне на астрономите да предвидят какво ще преживее нашата Слънчева система, макар и след няколко милиарда години. Както обясни Grunblatt в изявление на IfA:
„Проучването как звездната еволюция засяга планетите е нова граница, както в други слънчеви системи, така и в нашата собствена. С по-добра представа за това как планетите реагират на тези промени, можем да започнем да определяме как еволюцията на Слънцето ще се отрази на атмосферата, океаните и живота тук на Земята. "
Надяваме се, че бъдещите проучвания, посветени на изследването на газовите гиганти около звездите на червените гиганти, ще помогнат за уреждане на дебата между конкуриращите се теории за инфлация на планетата. За усилията си Грунблат и неговият екип наскоро бяха наградени с космическия телескоп „Спицер“ на НАСА, който те планират да използват за извършване на допълнителни наблюдения на К2-132 и К2-97 и съответните им газови гиганти.
Търсенето на планети около червени гигантски звезди също се очаква да се засили през следващите години с разполагането на транзитния спътник за екзопланети на НАСА (TESS) и космическия телескоп на Джеймс Уеб (JWST). Тези мисии ще стартират съответно през 2018 г. и 2019 г., докато мисията К2 се очаква да продължи поне още една година.
