Уште откако астрономите за првпат почнаа да ги мерат големините на екстрасоларните планети пред 17 години, тие се мачат да го одговорат прашањето: Како некои од овие планети се толку големи? Благодарение на откритието на две планети близначки од страна на Самуел Грунблат од Институтот за астрономија при Универзитетот во Хаваи, сме поблиску до одговорот.
Планета која е надуена од страна на нејзината матична ѕвезда. Горе лево – шематски приказ на системот K2-132 за време на главниот период во еволуцијата. Долу лево – шематски приказ на системот K2-132 денес. Заслуги: Karen Teramura, UH IfA
Планетите – гасовити џинови се главно направени од водород и хелиум и имаат дијаметар четирипати поголем од оној на Земјата. Гасовитите џинови кои орбитираат близу до своите ѕвезди се нарекуваат „врели Јупитери“. Овие планети, иако со маса слична на Јупитер и Сатурн, се многу поголеми – надувани до дијаметар поголем дури и од некои помали ѕвезди. Овие невообичаено големи димензии се најверојатно поврзани со топлината која се движи кон надвор и навнатре во нивните атмосфери, за што веќе постојат неколку теории. Но, поради тоа што немаме податоци од милиони години набљудување за тоа како еден планетарен систем еволуира, теориите за инфлација се тешки за докажување, вели Грунблат.
Користејќи ги податоците од мисијата K2 на НАСА, Грунблат тргнал во лов да најде вакви „врели Јупитери“ кои орбитираат околу ѕвезди црвени џинови. Овие ѕвезди кои се во крајните стадиуми на својот живот стануваат значително поголеми за време на животниот век на нивните планети-придружнички. Според Ерик Лопез од НАСА, овие „жешки Јупитери“ кои орбитираат околу тие ѕвезди треба да се многу зголемени доколку дирекниот внес на енергија од нивната ѕвезда е доминантниот процес кој предизвикува инфлација. Потрагата досега резултирала со пронаоѓање на две вакви планети кои орбитират околу своите ѕвезди за 9 дена. Со помош на ѕвездените осцилации радиусите на планетите и ѕвездите биле прецизно пресметани, откривајќи дека планетите се 30% поголеми од Јупитер. И покрај нивниот поголем волумен, самите планети се дури за 50% помалку масивни од Јупитер. Она што е интересно е дека и двете планети се близначки во поглед на орбиталниот период, радиусот и масите.
Користејќи модели за симулирање на еволуцијата на планетите и ѕвездите, успешно била пресметана ефикасноста на пренесувањето на топлина од ѕвездите до длабоката внатрешност на планетите, што резултира со зголемување на големината на планетите и намалување на нивната густина. Според податоците, на овие планети најверојатно им била потребна зголемената радијација на ѕвездата во фазата на црвен џин за да започне инфлацијата, иако количината на апсорбирана радијација била пониска од очекуваното. Поради малиот број на примери (засега само 2) ризично е да се дојде до силни заклучоци. Она што може да се стори е да се елиминираат некои од потенцијалните објаснувања за планетарната инфлација поради конзистенцијата на податоците со сценаријата каде инфлацијата е предизвикана од топлината на ѕвездите околу кои планетите орбитираат. Според досегашните научни докази, ѕвездената радијација на една ѕвезда самата по себе е доволна за дирекно да ја промени густината и големината на планетите околу неа.
Нашето Сонце со тек на времето ќе стане црвен џин (за 5 милијарди години). Од таа причина, квантификувањето на ефектот на оваа еволуција врз планетите околу ѕвездата е важно и за нашиот Сончев Систем. Според Грунблат, истражувањето на ѕвездената еволуција и нејзиниот ефект на планетите во други системи како нашиот е ново поле кое ќе ни даде подобра слика за тоа како планетите реагираат на овие промени, од што може да го детерменираме ефектот на Сончевата еволуција врз атмосферата, океаните и животот на Земјата.
Потрагата по гасовитите џинови кои орбитираат околу ѕвезди – црвени џинови продолжува со цел наоѓање на други системи кои потенцијално можат да помогнат во разграничувањето на различните сценарија на планетарна инфлација. Грунблат и неговиот тим биле наградени со можноста да го користат Вселенскиот телескоп Спицер на НАСА за поточно да ги измерат големините на овие две планети. Додатно на ова, потрагата, користејќи ги податоците од мисијата К2 на НАСА, ќе продолжи барем уште една година, додека Извидничкиот сателит за транзитирачки егзопланети (TESS) на НАСА, кој ќе биде лансиран во 2018-тата, ќе направи набљудувања на стотици илјади црвени џинови низ целото небо.
Трудот „Гледање двојно со К2: Тестирање на ре-инфлацијата со две многу слични планети кои орбитираат оклу ѕвезди црвени џинови“ е објавен во списанието Astrophysical Journal, во изданието од 27-ми ноември.
Превод: Максим Осман-Николов
Извор: Phys
