Дослідження надсонячних планет виявило декількох досить цікавих кандидатів за останні кілька років. Станом на 1 серпня 2017 року в 2729 планетарних системах та 612 множинних планетарних системах було виявлено 3639 екзопланет. Багато з цих відкриттів кинули виклик звичайному мисленню щодо планет, особливо там, де їх розміри та відстань від сонця.
Згідно з дослідженням міжнародної команди астрономів, останні відкриття екзопланет відповідають цій тенденції. Відомі як EPIC 211418729b і EPIC 211442297b, ці дві газові гіганти орбітають зірки, які знаходяться приблизно за 1569 та 1360 світлових років від Землі (відповідно) і за розмірами схожі на Юпітер. У поєднанні з відносно близькою орбітою до зірок команда визначила їх "теплими юпітерами".
Дослідження під назвою "EPIC 211418729b та EPIC 211442297b: Два транзитні теплі юпітери" нещодавно з'явилося в Інтернеті. Під керівництвом Аві Шпорер - докторанту з відділу геологічних і планетарних наук (GPS) Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) - команда спиралася на дані з Кеплер і К2 місії та подальші спостереження за допомогою декількох наземних телескопів, щоб визначити розміри, маси та орбіти цих планет.
Як вони вказують у своєму дослідженні, обидві планети спочатку були визначені кандидатами на планету, що перебуває К2 місія. Іншими словами, їх спочатку виявляли методом транзиту, де астрономи вимірюють занурення в яскравості зірки, щоб підтвердити, що планета проходить між спостерігачем і зіркою. Ці спостереження мали місце під час К2"Спостереження кампанії 5", яке відбулося з 27 квітня по 10 липня 2015 року.
Потім команда проводила подальші спостереження за допомогою телескопа Keck II (розташованого в обсерваторії ім. М. Кека на Гаваях) та Північного телескопа Близнюків (в обсерваторії Близнюків, також на Гаваях). Ці спостереження, проведені з січня 2016 року по травень 2017 року, потім були поєднані зі спектральними даними та вимірюваннями радіальної швидкості з спектрометра Ехель високої роздільної здатності (HIRES) на телескопі Keck I.
Нарешті, вони додали фотометричні дані з Міжамериканської обсерваторії Сертіо Тололо (CTIO) у Чилі, Південноафриканської астрономічної обсерваторії (SAAO) та Обсерваторії весняних сайдингів (SSO) в Австралії. Ці подальші спостереження підтвердили наявність цих двох екзопланет. Як вони написали в дослідженні:
“Ми виявили дві транзитні теплі екзопланети Юпітера, спочатку ідентифіковані як кандидати, що перебувають у фотометрії К2… Обидві планети є одними з найбільш довгих періодів, що перебувають через планети-гіганти, що вимірюються масою, і вони обертаються навколо відносно старих зірок господарів. Обидві планети не завищені, оскільки їх радіуси відповідають теоретичним очікуванням ».
Зі своїх спостережень, команда також змогла скласти оцінки на планетах відповідних розмірів, мас та орбітальних періодів. Тоді як EPIC 211418729 b вимірює 0,942 радіуси Юпітера, має приблизно 1,85 маси Юпітера та орбітальний період 11,4 дня, EPIC 211442297 b вимірює 1,115 радіусів Юпітера, має приблизно 0,84 маси Юпітера та орбітальний період 20,3 дня.
Виходячи з їх оцінок, ці планети відчувають температуру поверхні до 719 К (445,85 ° С; 834,5 ° F) і 682 K (408,85 ° C; 768 ° F) відповідно. Як такі вони класифікували ці планети як "теплі юпітери", оскільки вони не відповідають типу, що вважається типовим для "гарячих юпітерів" - в яких екзотична атмосфера переживає температуру до декількох тисяч кельвінів.
Дослідники відзначили, що, виходячи з орбітальних періодів, ці дві планети мають одні з найдовших орбітальних періодів будь-якого транзитного газового гіганта (тобто тих, які були виявлені методом транзиту), виявлених на сьогоднішній день. Або, як вони заявляють у своєму дослідженні:
«І EPIC 211418729b, і EPIC 211442297b є одними з найбільш довгих періодів, що переміщують планети-гіганти з вимірюваною масою. Фактично, згідно з даними Архів екзопланет NASA (Akeson et al. 2013), EPIC 211442297b в даний час є найдовшим періодом K2, що проходить через екзопланету з досить обмеженою масою ".
Ще одним цікавим спостереженням став той факт, що жодна з цих екзопланет не була завищеною, що не передбачає. У випадку з гарячими Юпітерами атмосфера зазнає розширення внаслідок кількості сонячного опромінення, яке вони отримують, в результаті чого команда називає у своїй роботі «кореляцію радіаційного опромінення». Іншими словами, гарячі юпітери є масивними, але також відомо, що вони мають низьку щільність порівняно з гігантськими газовими гігантами.
Натомість команда встановила, що і EPIC 211418729b, і EPIC 211442297b мали радіуси, що відповідали тим, що теоретичні моделі передбачають для газових гігантів їхньої маси. Їх результати також змусили їх зробити деякі орієнтовні висновки щодо структур і композицій планет. Як вони писали:
"Обидві планети не завищені порівняно з теоретичними очікуваннями, на відміну від багатьох інших планет на діаграмі. Їх позиції близькі або узгоджуються з теоретичними сподіваннями на планету з малопородним ядром, для EPIC 211442297b, і планету зі значним скелястим ядром для EPIC 211418729b. "
Ці результати говорять про те, що сонячне опромінення не відіграє значної ролі у визначенні радіусу теплих юпітерів. Він також викликає цікаві питання про співвідношення радіусів та опромінення з іншими газовими гігантами. Надалі, EPIC 211418729b та EPIC 211442297b будуть цілями майбутнього К2 спостереження під час кампанії 18 місії, яка триватиме з травня по серпень 2018 року.
Ці спостереження, безумовно, пропонують деяке додаткове розуміння цих планет і таємниць, які викликало це дослідження. Майбутні опитування транзитних екзопланет - проведення таких інструментів наступного покоління, як транзитні супутники обстеження екзопланет (TESS) - та прямого зображення, проведені космічним телескопом Джеймса Вебба (JWST), напевно виявлять ще більше про далекі, екзотичні екзопланети.
