Studiul planetelor extra-solare a prezentat câțiva candidați destul de interesanți în ultimii ani. De la 1 august 2017, au fost descoperite un număr de 3.639 exoplanete în 2.729 sisteme planetare și 612 sisteme planetare multiple. Multe dintre aceste descoperiri au provocat gândirea convențională despre planete, în special în ceea ce privește dimensiunile și distanțele lor de la soarele lor.
Potrivit unui studiu realizat de o echipă internațională de astronomi, cele mai noi descoperiri ale exoplanetelor respectă această tendință. Cunoscute sub denumirea de EPIC 211418729b și EPIC 211442297b, acești doi giganți de gaze orbitează stele care sunt situate la aproximativ 1569 și 1360 de ani lumină de Pământ (respectiv) și au dimensiuni similare cu Jupiter. Combinată cu orbita lor relativ apropiată de stelele lor, echipa le-a desemnat drept „Jupiteri calzi”.
Studiul, intitulat „EPIC 211418729b și EPIC 211442297b: Two Transiting Warm Jupiters”, a apărut recent online. Condusă de Avi Shporer - un savant postdoctoral cu divizia de științe geologice și planetare (GPS) la Institutul Tehnologic din California (Caltech) - echipa s-a bazat pe datele de la Kepler și K2 misiuni și observații de urmărire cu mai multe telescoape la sol, pentru a determina dimensiunile, masele și orbitele acestor planete.
După cum indică în studiul lor, cele două planete au fost identificate inițial ca fiind candidați ai planetei tranzitorii de către K2 misiune. Cu alte cuvinte, ele au fost detectate inițial prin metoda de tranzit, unde astronomii măsoară scufundările într-o luminozitate stelară pentru a confirma că o planetă trece între observator și stea. Aceste observații au avut loc în timpul K2Observațiile campaniei 5, care a avut loc între 27 aprilie și 10 iulie 2015.
Apoi, echipa a efectuat observații de urmărire folosind telescopul Keck II (situat la W.M. Keck Observatory din Hawaii) și Gemini North Telescope (la Gemini Observatory, de asemenea, în Hawaii). Aceste observații, efectuate în perioada ianuarie 2016 - mai 2017, au fost apoi combinate cu date spectrale și măsurători de viteză radială de la Schemetrul de înaltă rezoluție Echelle (HIRES) de pe telescopul Keck I.
În cele din urmă, au adăugat date fotometrice de la Cerro Tololo Interamerican Observatory (CTIO) din Chile, South African Astronomical Observatory (SAAO) și Siding Spring Observatory (SSO) din Australia. Aceste observații ulterioare au confirmat prezența acestor două exoplanete. După cum au scris în studiu:
„Am descoperit două exoplanete tranzitorii Jupiter calde identificate inițial ca fiind candidați tranzitorii în fotometria K2… Ambele planete sunt printre cele mai lungi perioade care tranzitează planetele gigant cu gaze cu o masă măsurată și orbitează stele gazdă relativ vechi. Ambele planete nu sunt umflate, deoarece razele lor sunt în conformitate cu așteptările teoretice. "
Din observațiile lor, echipa a putut, de asemenea, să producă estimări pe planete cu dimensiunile, mase și perioade orbitale respective. În timp ce EPIC 211418729 b măsoară 0,942 raze de Jupiter, are aproximativ 1,85 mase de jupiter și perioada orbitală de 11,4 zile, EPIC 211442297 b măsoară 1,115 raze de jupiter, are aproximativ 0,84 mase de jupiter și o perioadă orbitală de 20,3 zile.
Pe baza estimărilor lor, aceste planete experimentează temperaturi de suprafață de până la 719 K (445,85 ° C; 834,5 ° F) și, respectiv, 682 K (408,85 ° C; 768 ° F). Ca atare, acestea au clasificat aceste planete drept „Jupitere calde”, întrucât se încadrează în ceea ce este considerat tipic pentru „Hot Jupiters” - care au atmosferă exotică, care experimentează temperaturi de până la câteva mii de kelvin.
Cercetătorii au remarcat că, pe baza perioadelor lor orbitale, aceste două planete au unele dintre cele mai lungi perioade orbitale ale oricărui gigant de gaz tranzitor (adică cele care au fost detectate prin metoda de tranzit) detectate până în prezent. Sau cum afirmă în studiul lor:
„Atât EPIC 211418729b cât și EPIC 211442297b sunt printre cele mai lungi perioade care tranzitează planetele gigant cu gaze cu o masă măsurată. De fapt, conform Arhivei Exoplanetelor NASA (Akeson et al. 2013) EPIC 211442297b este în prezent cea mai lungă perioadă K2 care tranzitează exoplaneta cu o masă bine restrânsă. "
O altă observație interesantă a fost faptul că niciuna dintre aceste exoplanete nu a fost umflată, ceea ce nu au anticipat. În cazul Hot Jupiters, atmosfera este supusă expansiunii ca urmare a cantității de iradiere solară pe care o primesc, rezultând ceea ce echipa se referă la o „corelație radiație-iradiere” în lucrarea lor. Cu alte cuvinte, Jupiterele calde sunt masive, dar sunt, de asemenea, cunoscute că au densități mici în comparație cu giganții răciți cu gaz.
În schimb, echipa a descoperit că atât EPIC 211418729b, cât și EPIC 211442297b aveau raze care să fie în concordanță cu ceea ce modelele teoretice prezic pentru gigantii gazului din masa lor. Rezultatele lor i-au determinat, de asemenea, să facă câteva concluzii tentative despre structurile și compozițiile planetelor. După cum scriau:
„Ambele planete nu sunt umflate în comparație cu așteptările teoretice, spre deosebire de multe alte planete din diagramă. Pozițiile lor sunt apropiate sau sunt în concordanță cu așteptările teoretice pentru o planetă cu miezul puțin stâncos, pentru EPIC 211442297b și o planetă cu un nucleu stâncos semnificativ pentru EPIC 211418729b. "
Aceste rezultate sugerează că iradierea solară nu joacă un rol semnificativ în determinarea razei Jupiterelor calde. De asemenea, ridică câteva întrebări interesante despre corelația dintre razele și iradierea cu alți giganți de gaze. În viitor, EPIC 211418729b și EPIC 211442297b vor fi ținte ale viitorului K2 observații în timpul campaniei 18 a misiunii - care se va desfășura din mai până în august 2018.
Aceste observații sunt sigure că vor oferi câteva informații suplimentare despre aceste planete și misterele pe care acest studiu le-a ridicat. Studiile viitoare privind tranzitarea exoplanetelor - realizate de instrumente de nouă generație precum Transiting Exoplanet Survey Satellites (TESS) - și sondaje de imagini directe realizate de James Webb Space Telescope (JWST) sunt sigur că vor dezvălui și mai multe despre exoplanetele îndepărtate, exotice.
