Studien av ekstrasolplaneter har dukket opp noen ganske interessante kandidater de siste årene. Fra 1. august 2017 er totalt 3.639 eksoplaneter blitt oppdaget i 2 729 planetariske systemer og 612 flere planetariske systemer. Mange av disse funnene har utfordret konvensjonell tenking om planeter, spesielt når det gjelder størrelser og avstander fra solene deres.
Ifølge en studie fra et internasjonalt team av astronomer, er de siste eksoplanettfunnene i tråd med denne trenden. Disse to gassgigantene er kjent som EPIC 211418729b og EPIC 211442297b, og går i bane rundt stjerner som befinner seg omtrent 1569 og 1360 lysår fra Jorden (henholdsvis) og har samme størrelse som Jupiter. Kombinert med deres relativt nære bane til stjernene sine, har laget utpekt dem som "Warm Jupiters".
Studien, med tittelen “EPIC 211418729b og EPIC 211442297b: Two Transiting Warm Jupiters”, ble nylig vist på nettet. Ledet av Avi Shporer - en postdoktor med divisjon for geologiske og planetariske vitenskaper (GPS) ved California Institute of Technology (Caltech) - stolte teamet på data fra Kepler og K2 oppdrag, og oppfølgingsobservasjoner med flere bakkebaserte teleskoper, for å bestemme størrelsene, massene og banene til disse planetene.
Som de indikerer i studien, ble de to planetene opprinnelig identifisert som transiterende planetkandidater av K2 oppdrag. Med andre ord ble de opprinnelig oppdaget gjennom transittmetoden, der astronomer måler fall i en stjerners lysstyrke for å bekrefte at en planet passerer mellom observatøren og stjernen. Disse observasjonene fant sted i løpet av K2Kampanjens 5 observasjoner, som fant sted mellom 27. april og 10. juli 2015.
Teamet gjennomførte deretter oppfølgingsobservasjoner ved bruk av Keck II-teleskopet (lokalisert ved W.M. Keck-observatoriet på Hawaii) og Gemini North-teleskopet (ved Gemini-observatoriet, også på Hawaii). Disse observasjonene, utført fra januar 2016 til mai 2017, ble deretter kombinert med spektraldata og radielle hastighetsmålinger fra High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) på Keck I-teleskopet.
Til slutt la de til fotometriske data fra Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) i Chile, South African Astronomical Observatory (SAAO) og Siding Spring Observatory (SSO) i Australia. Disse oppfølgingsobservasjonene bekreftet tilstedeværelsen av disse to eksoplanettene. Som de skrev i studien:
“Vi har oppdaget to transiterende varme Jupiter-exoplaneter som opprinnelig ble identifisert som transittkandidater i K2-fotometri… Begge planetene er blant den lengste perioden som transiterer gassgigantplaneter med en målt masse, og de går i bane rundt relativt gamle vertsstjerner. Begge planetene er ikke oppblåst da radiene deres stemmer overens med teoretiske forventninger. ”
Fra observasjonene var teamet også i stand til å produsere estimater for planetenes respektive størrelser, masser og omløpsperioder. Mens EPIC 211418729 b måler 0,942 Jupiterradier, har omtrent 1,85 Jupitermasser og en orbital periode på 11,4 dager, EPIC 211442297 b måler 1.115 Jupiterradier, har omtrent 0,84 Jupitermasser og en omløpstid på 20,3 dager.
Basert på estimatene sine opplever disse planetene overflatetemperaturer på henholdsvis opp til 719 K (445,85 ° C; 834,5 ° F) og 682 K (408,85 ° C; 768 ° F). Som sådan klassifiserte de disse planetene som "Warm Jupiters", siden de kommer til kort fra det som anses som typisk for "Hot Jupiters" - som har eksotiske atmosfærer som opplever temperaturer så høye som flere tusen kelvin.
Forskerne bemerket at basert på deres orbitalperioder, har disse to planetene noen av de lengste orbitale periodene for en transittgassgigant (dvs. de som er blitt oppdaget ved bruk av transittmetoden) hittil påvist. Eller som de oppgir i studien:
“Både EPIC 211418729b og EPIC 211442297b er blant de lengste perioden som transiterer gassgigantplaneter med en målt masse. I følge NASA Exoplanet Archive (Akeson et al. 2013) er faktisk EPIC 211442297b for tiden den lengste perioden K2 som transiterer eksoplanett med en godt begrenset masse. ”
En annen interessant observasjon var det faktum at ingen av disse eksoplanetene var oppblåst, noe som ikke var noe de antok. Når det gjelder Hot Jupiters, gjennomgår atmosfærene ekspansjon som et resultat av mengden solbestråling de får, noe som resulterer i det teamet omtaler som en "radius-bestrålingskorrelasjon" i papiret. Hot Jupiters er med andre ord massive, men er også kjent for å ha lave tettheter sammenlignet med kjøligere gassgiganter.
I stedet fant teamet at både EPIC 211418729b og EPIC 211442297b hadde radier som var i samsvar med hva teoretiske modeller forutsier for gassgiganter i deres masse. Resultatene deres førte også til at de kom med noen tentative konklusjoner om planetenes strukturer og komposisjoner. Som de skrev:
“Begge planetene er ikke oppblåst sammenlignet med teoretiske forventninger, i motsetning til mange andre planeter i diagrammet. Deres posisjoner er nær eller i samsvar med teoretiske forventninger til en planet med liten eller ingen steinete kjerne, for EPIC 211442297b, og en planet med en betydelig steinete kjerne for EPIC 211418729b. ”
Disse resultatene antyder at bestråling av sol ikke spiller noen vesentlig rolle i å bestemme radien til Warm Jupiters. Det reiser også noen interessante spørsmål om sammenhengen mellom radier og bestråling med andre gassgiganter. I fremtiden vil EPIC 211418729b og EPIC 211442297b være fremtidens mål K2 observasjoner under oppdragets kampanje 18 - som vil løpe fra mai til august 2018.
Disse observasjonene vil garantert gi litt ekstra innsikt i disse planetene og mysteriene denne studien har vakt. Fremtidige undersøkelser av transiterende eksoplaneter - gjennomført av neste generasjons instrumenter som Transiting Exoplanet Survey Satellites (TESS) - og direkte avbildingsundersøkelser utført av James Webb Space Telescope (JWST) vil sikkert avsløre enda mer om fjerne, eksotiske eksoplaneter.
