Auringon ulkopuolisten planeettojen tutkimus on paljastanut fantastisia ja kiehtovia asioita. Esimerkiksi tuhansista tähän mennessä löydetyistä planeetoista monet ovat olleet paljon suurempia kuin niiden aurinkokenäiset. Esimerkiksi suurin osa kaasu jättiläisistä, joita on havaittu kiertävän lähellä tähtiä (aka. ”Kuumia Jupitereita”), ovat olleet massaltaan samanlaisia kuin Jupiter tai Saturnus, mutta ovat myös huomattavasti suurempia.
Siitä lähtien, kun tähtitieteilijät asettuivat ensimmäistä kertaa rajoituksia ylimääräiselle aurinkokaasujätteelle, seitsemän vuotta sitten, mysteeri siitä, miksi nämä planeetat ovat niin massiivisia, on kestänyt. Ansiosta, että äskettäin löydettiin kaksi planeettaa K2-132- ja K2-97-järjestelmissä, jonka teki Havaijin yliopiston tähtitieteen instituutista koostuva ryhmä käyttämällä Kepler tehtävä - tutkijoiden mielestä olemme pääsemässä lähemmäksi vastausta.
Tutkimus, joka selvittää löytöä - ”Seeing Double with K2: Uudelleenpuhalluksen testaaminen kahdella huomattavan samanlaisella planeetalla punaisten jättiläisten oksatähteiden ympärillä ”- ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal. Ryhmää johti Havaijin yliopiston jatko-opiskelija Samuel K. Grunblatt, ja siihen osallistui Sydneyn tähtitieteen instituutin (SIfA) Caltechissa, Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksessa (CfA), NASA Goddardin avaruuslentokeskuksessa. , SETI-instituutti ja useita yliopistoja ja tutkimuslaitoksia.
Koska nämä planeetat ovat ”kuumia”, niiden epätavallisten kokojen uskotaan liittyvän ilmakehään virtaavaan lämmöön. Tämän prosessin selittämiseksi on kehitetty useita teorioita, mutta keinoja niiden testaamiseen ei ole ollut käytettävissä. Kuten Grunblatt selitti, "koska meillä ei ole miljoonia vuosia nähdä, kuinka tietty planeettajärjestelmä kehittyy, planeetan inflaatioteorioita on ollut vaikea todistaa tai kiistää."
Grunblatt ja hänen kollegansa tutkivat tätä ongelmaa NASAn keräämien tietojen perusteella Kepler tehtävä (erityisesti sen K2 tehtävänä) etsiä punaisia jättilähteitä kiertäviä ”kuumia Jupitereita”. Nämä ovat tähtiä, jotka ovat poistuneet elinkaarensa pääjärjestyksestä ja siirtyneet Punaisen jättiläisen haaran (RGB) vaiheeseen, jolle on ominaista massiivinen laajeneminen ja pinnan lämpötilan lasku.
Seurauksena on, että punaiset jättiläiset voivat ohittaa planeettoja, jotka kiertävät lähellä niitä, kun taas kaukana olleet planeetat alkavat kiertää tiiviisti. NASA Goddardin tiede- ja tutkimusosaston jäsenen Eric Lopezin esittämän teorian mukaan kuuma Jupiter totesi, että kiertoradalla olevien punaisten jättiläisten tulisi olla paisutettu, jos suora isäntätähti heidän isäntähtään on hallitseva prosessi, joka täyttää planeettoja.
Toistaiseksi heidän etsintönsä on osoittanut kaksi planeettaa - K2-132b ja K2-97 b -, jotka olivat kiertoratojensa (9 päivää), säteen ja massan suhteen lähes identtisiä. Havaintojensa perusteella joukkue pystyi laskemaan tarkasti molempien planeettojen säteet ja määrittämään, että ne olivat 30% suuremmat kuin Jupiter. Seuraavat havainnot W.M. Hackin Maunakean Keckin observatorio osoitti myös, että planeetat olivat vain puoli massiivisia kuin Jupiter.
Sitten joukkue käytti malleja seuratakseen planeettojen ja niiden tähtien kehitystä ajan myötä, mikä antoi heidän mahdollisuuden laskea kuinka paljon lämpöä planeetat absorboivat tähdestään. Kun tämä lämpö oli siirtymässä niiden ulkokerroksista syvimpiin sisäosiin, planeettojen koko kasvoi ja tiheys pieneni. Niiden tulokset osoittivat, että vaikka planeetat tarvitsivat lisääntynyttä säteilyä täyttyäkseen, niiden saatu määrä oli odotettua pienempi.
Vaikka tutkimuksen laajuus on rajoitettu, Grunblatt ja hänen tiiminsä tekemä tutkimus ovat yhdenmukaisia sen teorian kanssa, että isäntätähtien lämpö paisuttaa valtavia kaasujättiläisiä. Sitä tukevat muut todistusaineet, jotka viittaavat siihen, että tähtien säteily on kaasu jättiläinen, jotta sen kokoa ja tiheyttä voidaan muuttaa dramaattisesti. Tämä on varmasti merkittävää, kun otetaan huomioon, että oma aurinko poistuu pääjärjestyksestään jonain päivänä, jolla on dramaattinen vaikutus planeettamme järjestelmään.
Sinänsä etäisten punaisten jättilähetähtien ja heidän planeettojensa läpi tutkiminen auttaa tähtitieteilijöitä ennustamaan, mitä aurinkokuntamme kokee, vaikkakin muutamassa miljardissa vuodessa. Kuten Grunblatt selitti IfA: n lehdistötiedotteessa:
”Tutkimus siitä, kuinka tähtien evoluutio vaikuttaa planeettoihin, on uusi raja, niin muissa aurinkokunnissa kuin myös omissa. Kun saamme paremman kuvan siitä, kuinka planeetat reagoivat näihin muutoksiin, voimme alkaa selvittää, kuinka Auringon evoluutio vaikuttaa ilmakehään, valtamereihin ja elämään täällä maan päällä. "
Toivotaan, että tulevat tutkimukset, jotka on omistettu kaasu jättiläisten tutkimiseen punaisten jättilähteiden ympärillä, auttavat ratkaisemaan keskustelu kilpailevien planeettojen inflaatioteorioiden välillä. Ponnisteluistaan Grunblatt ja hänen tiiminsä saivat äskettäin ajan NASA: n Spitzer-avaruusteleskoopilla, jota he aikovat käyttää suorittamaan lisähavaintoja K2-132: sta ja K2-97: stä sekä niiden vastaavista kaasujätteistä.
Punaisten jättilähteiden ympärillä olevien planeettojen etsinnan odotetaan myös lisääntyvän tulevina vuosina NASAn siirtävän Exoplanet Survey Satellite -sovelluksen (TESS) ja James Webbin avaruusteleskoopin (JWST) käyttöönoton myötä. Nämä operaatiot käynnistetään vuonna 2018 ja vastaavasti 2019, kun taas K2-operaation odotetaan kestävän vähintään yhden vuoden.
