A napfölden kívüli bolygók vizsgálata néhány érdekes jelöltet felvált az elmúlt években. 2017. augusztus 1-jétől összesen 3639 exoplaneket fedeztek fel 2729 bolygórendszerben és 612 több bolygórendszerben. E felfedezések közül sok kihívást jelentett a bolygókkal kapcsolatos szokásos gondolkodásmódra, különös tekintettel a méretükre és a naptól való távolságra.
Egy csillagászok nemzetközi csoportjának tanulmánya szerint az exoplanet legújabb felfedezései összhangban állnak ezzel a tendenciával. Az EPIC 211418729b és az EPIC 211442297b néven ismert, ez a két gáz óriási pálya csillag, amelyek körülbelül 1569 fény- és 1360 fényévnyire vannak a Földtől (vagyis), és méretükben hasonlóak a Jupiterhez. A csillagokhoz viszonylag közel eső pályájukkal kombinálva a csapat meleg jupiternek nevezi őket.
A „EPIC 211418729b és EPIC 211442297b: Két átmenő meleg jupiter” címet viselő tanulmány a közelmúltban jelent meg az interneten. Avi Shporer vezetésével - a Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) geológiai és bolygótudományi (GPS) osztályának posztdoktori tudósítójával - a csapat a Kepler és K2 küldetések és követő megfigyelések több földi távcsővel, hogy meghatározzák ezen bolygók méretét, tömegét és pályáit.
Amint a kutatásukban jelezték, a két bolygót kezdetben a bolygók azonosították átmenő bolygójelöltként K2 küldetés. Más szavakkal, kezdetben a tranzit módszerrel detektálták őket, ahol a csillagászok csillag fényerejével mérik a tompítást annak igazolására, hogy egy bolygó halad a megfigyelő és a csillag között. Ezekre a megfigyelésekre a 2004 K2Az 5. kampány megfigyeléseire, amelyre 2015. április 27. és július 10. között került sor.
A csoport ezután nyomon követte a Keck II teleszkópot (amely a Hawaii W. M. Keck Obszervatóriumban található) és a Gemini North teleszkópot (a Gemini Obszervatóriumban, szintén Hawaii-on). Ezeket a megfigyeléseket, amelyekre 2016. január és 2017. május között került sor, azután egyesítették a spektrális adatokkal és a sugársebesség-mérésekkel a Nagyfelbontású Echelle Spektrométer (HIRES) segítségével a Keck I távcsőn.
Végül hozzáadtak fotometriás adatokat a chilei Cerro Tololo Amerikaközi Megfigyelő Intézet (CTIO), a Dél-afrikai Csillagászati Megfigyelő Intézet (SAAO) és az ausztráliai Siding Spring Observatory (SSO) fotometriai adataihoz. Ezek a követő megfigyelések megerősítették e két exoplaneta jelenlétét. Amint azt a tanulmányban írták:
„Felfedeztünk két átmenő, meleg Jupiter explanetot, amelyet kezdetben tranzitjelöltnek azonosítottak a K2 fotometria során… Mindkét bolygó a leghosszabb periódusra esik a mért tömegű gáz óriási bolygók között, és viszonylag régi gazdagárdákat keringnek. Mindkét bolygó nincsenek felfújt, mivel sugáruk összhangban áll az elméleti elvárásokkal. ”
Megfigyeléseik alapján a csoport képes volt becsléseket készíteni a bolygók méretéről, tömegéről és az orbitális periódusokról is. Míg az EPIC 211418729 b 0,942 Jupiter sugarat mér, körülbelül 1,85 Jupiter tömegű és 11,4 napos keringési periódusú, az EPIC 211442297 b 1,115 Jupiter sugarat mér, körülbelül 0,84 Jupiter tömeggel és körülbelül 20,3 napos keringési periódussal rendelkezik.
Becsléseik szerint ezen bolygók felszíni hőmérséklete 719 K (445,85 ° C; 834,5 ° F) és 682 K (408,85 ° C; 768 ° F) hőmérsékleten van. Mint ilyen, ezeket a bolygót „meleg jupiternek” sorolták be, mivel ezek nem felelnek meg a „forró jupiteröknek” jellemzőnek - amelyek egzotikus légkörben több ezer kelvin hőmérsékletet élnek.
A kutatók megjegyezték, hogy ezeknek a két bolygónak a keringési periódusuk alapján a leghosszabb körüli periódusidői vannak az átmenő gáz óriásoknak (azaz azoknak, amelyeket a tranzit módszerrel detektáltak). Vagy amint azt állítják tanulmányukban:
Az EPIC 211418729b és az EPIC 211442297b egyaránt a leghosszabb ideig tartó, átmérő tömegű gáz óriási bolygók. Valójában, a NASA Exoplanet Archívumának (Akeson et al. 2013) szerint az EPIC 211442297b jelenleg a leghosszabb időszak, a K2 áthalad az exoplaneton egy jól korlátozott tömeggel. ”
További érdekes megfigyelés volt az a tény, hogy ezen exoplanetatok egyikét sem fújták fel, amit nem számítottak előre. A forró Jupiter-ek esetében a légkör tágulást hajt végre a kapott napsugárzás nagysága következtében, ami azt eredményezi, amit a csapat a „sugár-besugárzási korrelációnak” nevez. Más szavakkal, a forró Jupiter-ek hatalmasak, de ismert, hogy a sűrűségük is alacsonyabb a hűvösebb gáz óriásokhoz képest.
Ehelyett a csoport úgy találta, hogy mind az EPIC 211418729b, mind az EPIC 211442297b sugáriránya megegyezik azzal, amit az elméleti modellek előre jeleznek tömegük gázipari óriásai számára. Eredményeik arra késztettek néhány óvatos következtetést a bolygók szerkezetéről és összetételéről. Ahogy írták:
„A diagram sok más bolygójával ellentétben mindkét bolygó nincs felfújt az elméleti elvárásokhoz képest. Pozícióik közel állnak vagy összhangban állnak az EPIC 211442297b esetében egy kicsi vagy nem sziklás maggal rendelkező bolygó és az EPIC 211418729b szempontjából jelentős sziklás maggal rendelkező bolygóval. ”
Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a napsugárzás nem játszik jelentős szerepet a meleg jupiter sugárjának meghatározásában. Érdekes kérdéseket vet fel a sugár és a más gázipari óriásokkal történő besugárzás összefüggésével kapcsolatban. A jövőben az EPIC 211418729b és az EPIC 211442297b lesz a jövő céljai K2 megfigyelések a misszió 18. kampánya során - amely 2018 májusától augusztusáig tart.
Ezek a megfigyelések biztosan további betekintést nyújtanak ezekbe a bolygókba és a tanulmány által felvetett rejtélyekbe. A tranzit exoplanetek jövőbeni felmérései - amelyeket a következő generációs eszközök, például a tranzit exoplanet felmérési műholdak (TESS) végeznek -, valamint a James Webb Űrtávcső (JWST) által végzett közvetlen képalkotó felmérések minden bizonnyal még inkább felfedik a távoli, egzotikus egzoplaneket.
