Auringon ulkopuolisten planeettojen tutkimus on osoittanut muutamia mielenkiintoisia ehdokkaita viime vuosina. 1. elokuuta 2017 alkaen on havaittu yhteensä 3 639 eksoplaneettaa 2729 planeettajärjestelmässä ja 612 moniplanetaarisessa järjestelmässä. Monet näistä löytöistä ovat haastaneet tavanomaisen ajattelun planeetoista, etenkin kun on kyse niiden kooista ja etäisyydestä auringosta.
Kansainvälisen tähtitieteilijäryhmän tutkimuksen mukaan viimeisimmät eksoplaneetta-löytöt ovat tämän suuntauksen mukaisia. Tunnetaan nimellä EPIC 211418729b ja EPIC 211442297b, nämä kaksi kaasujättiä, jotka sijaitsevat kiertoradalla noin 1569 ja 1360 valovuoden päässä Maasta (vastaavasti) ja ovat kooltaan samanlaisia kuin Jupiter. Yhdistettynä heidän suhteellisen lähelle kiertoradallaansa tähtiinsa, joukkue on nimennyt heidät “Lämpimiksi Jupitereiksi”.
Tutkimus, jonka otsikot ovat “EPIC 211418729b ja EPIC 211442297b: kaksi läpikulkua lämpimää Jupiteeria”, ilmestyi äskettäin verkossa. Johtaja Avi Shporer - tutkijatohtori geologisten ja planeettatieteiden (GPS) osastolla Kalifornian teknillisessä instituutissa (Caltech) - ryhmä luottaa tietoihin Kepler ja K2 tehtävät ja seurantahavainnot useilla maanpäällisillä teleskoopeilla näiden planeettojen koon, massan ja kiertoratojen määrittämiseksi.
Kuten he osoittavat tutkimuksessaan, planeetta tunnisti alun perin nämä kaksi planeettaa kulkeviksi planeetan ehdokkaiksi K2 tehtävä. Toisin sanoen ne havaittiin alun perin kauttakulkumenetelmällä, jossa tähtitieteilijät mittaavat putoukset tähden kirkkaudessa varmistaakseen, että planeetta kulkee tarkkailijan ja tähden välillä. Nämä havainnot tapahtuivat vuoden 2006 aikana K25. kampanjan havainnot, jotka tapahtuivat 27. huhtikuuta ja 10. heinäkuuta 2015 välisenä aikana.
Ryhmä suoritti sitten seurantahavaintoja käyttämällä Keck II-teleskooppia (sijaitsee W. M. Keckin observatoriossa Havaijilla) ja Gemini-pohjoista teleskooppia (Gemini-observatoriossa, myös Havaijilla). Nämä havainnot, jotka suoritettiin tammikuusta 2016 toukokuuhun 2017, yhdistettiin sitten spektritietoihin ja säteittäisnopeuden mittauksiin High Resolution Echelle -spektrometrillä (HIRES) Keck I-teleskoopilla.
Lopuksi he lisäsivät fotometrisiä tietoja Cerro Tololo-Amerikanvälisestä observatoriosta (CTIO) Chilessä, Etelä-Afrikan tähtitieteellisestä observatoriosta (SAAO) ja Siding Spring Observatory (SSO) Australiasta. Nämä seurantahavainnot vahvistivat näiden kahden eksoplaneetan läsnäolon. Kuten he kirjoittivat tutkimuksessa:
”Olemme löytäneet kaksi läpikulkevaa lämmin Jupiter-eksoplaneettaa, jotka alun perin tunnistettiin kulkeviksi ehdokkaiksi K2-fotometriassa… Molemmat planeetat ovat pisin jakso, jotka kulkevat kaasumaisten jättiläisten planeetoilla, joiden massa on mitattu, ja ne kiertävät suhteellisen vanhoja isäntätähteitä. Molemmat planeetat eivät ole paisuneet, koska niiden säteet ovat yhdenmukaisia teoreettisten odotusten kanssa. "
Havaintojensa perusteella ryhmä pystyi myös tuottamaan arvioita planeetoille niiden kokoista, massasta ja kiertoradalta. Kun EPIC 211418729 b mittaa 0,942 Jupiterin säteitä, sen suunnilleen 1,85 Jupiterin massat ja kiertorata ovat 11,4 päivää, EPIC 211442297 b mittaa 1,115 Jupiterin säteitä, on noin 0,84 Jupiterin massoja ja kiertorata on 20,3 päivää.
Arvioidensa perusteella näiden planeettojen pintalämpötilat ovat vastaavasti korkeintaan 719 K (445,85 ° C; 834,5 ° F) ja 682 K (408,85 ° C; 768 ° F). Sellaisenaan he luokittelivat nämä planeetat "lämpimiksi Jupitereiksi", koska ne eivät täytä sitä, mitä pidetään tyypillisenä "kuumille Jupitereille" - joilla on eksoottinen ilmapiiri, jonka lämpötila on jopa useita tuhansia kelviniä.
Tutkijat huomauttivat, että näiden kahden planeetan kiertorata-ajanjaksojen perusteella on tähän mennessä havaittu kaikkien pisin pisin kiertorata-aika kaikista kauttakulkukaasujätteistä (ts. Ne, jotka on havaittu kauttakulkumenetelmällä). Tai kuten he toteavat tutkimuksessaan:
”Sekä EPIC 211418729b että EPIC 211442297b ovat pisin jakso kulkevien kaasu jättiläisten planeetoissa, joiden massa on mitattu. Itse asiassa NASA Exoplanet -arkiston (Akeson ym. 2013) mukaan EPIC 211442297b on tällä hetkellä pisin jakso K2, joka kulkee eksoplaneetalla hyvin rajoitetulla massalla. ”
Toinen mielenkiintoinen havainto oli tosiasia, että kumpikaan näistä eksoplaneetoista ei ollut paisunut, mikä oli jotain mitä he eivät ennakoineet. Kuumien Jupiterien tapauksessa ilmakehät laajentunevat vastaanottamansa auringon säteilytyksen seurauksena, mikä johtaa siihen, mitä joukkue viittaa paperissaan säteily-säteilykorrelaatioon. Toisin sanoen kuumat Jupiterit ovat massiivisia, mutta niiden tiedetään myös olevan matalia tiheyksiä verrattuna viileämpiin kaasu jättiläisiin.
Sen sijaan ryhmä havaitsi, että sekä EPIC 211418729b: llä että EPIC 211442297b: n säteet olivat yhdenmukaisia sen kanssa, mitä teoreettiset mallit ennustavat niiden massan kaasu jättiläisille. Tulokset johtivat heitä myös tekemään alustavia johtopäätöksiä planeettojen rakenteista ja koostumuksista. Kuten he kirjoittivat:
”Molemmat planeetat eivät ole liian suuret teoreettisiin odotuksiin verrattuna, toisin kuin monet muut kaavion planeetat. Heidän asemansa ovat lähellä tai vastaavat teoreettisia odotuksia planeetalta, jolla on vähän tai ei ollenkaan kallioista ydintä, EPIC 211442297b: lle, ja planeetalle, jolla on merkittävä kallioydin EPIC 211418729b: lle. "
Nämä tulokset viittaavat siihen, että aurinkosäteilyllä ei ole merkittävää roolia lämpimien Jupiterien säteen määrittämisessä. Se herättää myös mielenkiintoisia kysymyksiä säteen ja säteilytyksen välisestä korrelaatiosta muiden kaasujätteiden kanssa. Jatkossa EPIC 211418729b ja EPIC 211442297b ovat tulevaisuuden kohteita K2 havainnot operaation kampanjan 18 aikana - joka kestää toukokuusta elokuuhun 2018.
Nämä havainnot tarjoavat varmasti jonkin verran ymmärrystä näistä planeetoista ja salaisuuksista, joita tämä tutkimus on herättänyt. Tulevat tutkimukset kauttakulkeville eksoplaneetoille - suorittamalla seuraavan sukupolven instrumenteilla, kuten Transiting Exoplanet Survey Satellites (TESS) - ja James Webb Space Telescope (JWST) suorittamat suorat kuvantamiskyselyt paljastavat varmasti vielä enemmän etäisistä, eksoottisista eksoplaneetoista.
