Undersøgelsen af planter uden for solenergi har afsløret nogle fantastiske og fascinerende ting. F.eks. Af de tusinder af planeter, der hidtil er opdaget, har mange været meget større end deres Solar-kolleger. F.eks. Har de fleste af de gigantkæmper, der er blevet observeret, der kredser tæt på deres stjerner (også kaldet "Hot Jupiters"), set i masse til Jupiter eller Saturn, men har også været betydeligt større i størrelse.
Lige siden astronomer første gang satte begrænsninger for størrelsen af en ekstra solgasgasgigant for syv år siden, har mysteriet med, hvorfor disse planeter er så massivt, udholdt. Takket være den nylige opdagelse af tvillingplaneter i systemet K2-132 og K2-97 - lavet af et team fra University of Hawaiis Institute for Astronomy ved hjælp af data fra Kepler mission - forskere mener, at vi kommer tættere på svaret.
Undersøgelsen, der detaljerede opdagelsen - ”Se dobbelt med K2: Test af re-inflation med to bemærkelsesværdigt lignende planeter omkring Red Giant Branch Stars ”- for nylig dukket op i The Astrophysical Journal. Holdet blev ledet af Samuel K. Grunblatt, en kandidatstuderende ved University of Hawaii, og omfattede medlemmer fra Sydney Institute for Astronomy (SIfA), Caltech, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), NASA Goddard Space Flight Center , SETI-instituttet og flere universiteter og forskningsinstitutter.
På grund af den ”varme” natur af disse planeter, antages deres usædvanlige størrelser at være relateret til varme, der strømmer ind og ud af deres atmosfærer. Flere teorier er blevet udviklet til at forklare denne proces, men der er ikke nogen metoder til at teste dem. Som Grunblatt forklarede, "da vi ikke har millioner af år til at se, hvordan et bestemt planetsystem udvikler sig, har planetinflationsteorier været vanskelige at bevise eller modbevise."
For at tackle dette søgte Grunblatt og hans kolleger de data, der blev indsamlet af NASA'erne Kepler mission (specifikt fra dens K2 mission) at kigge efter “Hot Jupiters”, der kredser rundt om røde kæmpe stjerner. Dette er stjerner, der har forladt hovedsekvensen af deres levetid og er gået ind i RGB-fase (Red Giant Branch), som er kendetegnet ved massiv ekspansion og et fald i overfladetemperatur.
Som et resultat kan røde giganter overhale planeter, der kredser tæt på dem, mens planeter, der engang var fjernt, vil begynde at kredses tæt. I overensstemmelse med en teori fremsat af Eric Lopez - medlem af NASA Goddards Science and Exploration Directorate - hot Jupiters, at kredsløbsrøde giganter skulle blive oppustet, hvis direkte energiudbytte fra deres værtsstjerne er den dominerende proces, der blæser planeter op.
Indtil videre har deres søgning vist to planeter - K2-132b og K2-97 b - som næsten var identiske med hensyn til deres orbitalperioder (9 dage), radier og masser. Baseret på deres observationer var teamet i stand til nøjagtigt at beregne radierne for begge planeter og bestemme, at de var 30% større end Jupiter. Opfølgningsobservationer fra W.M. Keck-observatoriet i Maunakea, Hawaii, viste også, at planeterne kun var halvt så massive som Jupiter.
Holdet brugte derefter modeller til at spore udviklingen af planeterne og deres stjerner over tid, hvilket gjorde det muligt for dem at beregne, hvor meget varme planeterne optog fra deres stjerner. Da denne varme blev overført fra deres ydre lag til deres dybe interiør, steg planeterne i størrelse og faldt i densitet. Deres resultater indikerede, at mens planeterne sandsynligvis havde brug for den øgede stråling for at oppustes, var den mængde, de fik, lavere end forventet.
Mens studiet er begrænset i omfang, er Grunblatt og hans teams undersøgelse i overensstemmelse med teorien om, at enorme gasgiganter er oppustet af varmen fra deres værtsstjerner. Det styrkes af andre bevislinjer, der antyder, at stjernestråling alt sammen er en gasgigant, der har brug for dramatisk at ændre dens størrelse og densitet. Dette er bestemt vigtigt, i betragtning af at vores egen sol vil forlade sin hovedsekvens en dag, hvilket vil have en drastisk effekt på vores planetsystem.
Som sådan vil undersøgelse af fjerne røde kæmpe stjerner og hvad deres planeter gennemgår hjælpe astronomer med at forudsige, hvad vores solsystem vil opleve, omend om nogle få milliarder år. Som Grunblatt forklarede i en pressemeddelelse fra IfA:
”At studere, hvordan stjernernes evolution påvirker planeter, er en ny grænse, både i andre solsystemer såvel som vores egen. Med en bedre idé om, hvordan planeter reagerer på disse ændringer, kan vi begynde at bestemme, hvordan Solens udvikling vil påvirke atmosfæren, oceanerne og livet her på Jorden. ”
Man håber, at fremtidige undersøgelser, der er dedikeret til studiet af gasgiganter omkring røde gigantstjerner, vil hjælpe med at afvikle debatten mellem konkurrerende teoretiske planetenes inflation. For deres indsats blev Grunblatt og hans team for nylig tildelt tid med NASAs Spitzer-rumteleskop, som de planlægger at bruge til at gennemføre yderligere observationer af K2-132 og K2-97 og deres respektive gasgiganter.
Søgningen efter planeter omkring røde gigantstjerner forventes også at intensiveres i de kommende år med hans udsendelse af NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) og James Webb Space Telescope (JWST). Disse missioner lanceres i henholdsvis 2018 og 2019, mens K2-mission forventes at vare i mindst et år til.
