Studium extrasolárních planet v posledních několika letech ukázalo několik docela zajímavých kandidátů. K 1. srpnu 2017 celkem 3 639 exoplanet byly objeveny v 2 729 planetárních soustavách a 612 více planetárních soustavách. Mnoho z těchto objevů zpochybnilo konvenční myšlení o planetách, zejména pokud jde o jejich velikosti a vzdálenosti od jejich sluncí.
Podle studie mezinárodního týmu astronomů nejnovější objevy exoplanet tomuto trendu odpovídají. Známý jako EPIC 211418729b a EPIC 211442297b Tito dva plynní obři obíhají kolem hvězd, které se nacházejí asi 1569 a 1360 světelných let od Země (v tomto pořadí) a mají podobnou velikost jako Jupiter. V kombinaci s jejich relativně blízkou oběžnou dráhou k jejich hvězdám je tým označil jako „teplé Jupitery“.
Studie s názvem „ EPIC 211418729b a EPIC 211442297b: Dva tranzitující teplé Jupitery “, se objevil nedávno online . Pod vedením Avi Shporera – postdoktorského učence s Geologické a planetární vědy (GPS) divize Kalifornského technologického institutu (Caltech) – tým se spoléhal na data z KepleraK2 mise a následná pozorování s několika pozemními dalekohledy, aby se určily velikosti, hmotnosti a oběžné dráhy těchto planet.
Simulace turbulentní atmosféry horké plynné planety na základě dat z NASA Spitzer Space Telescope. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/MIT/Principia College
Jak uvádějí ve své studii, tyto dvě planety byly původně identifikovány jako kandidáty na tranzitující planetyK2mise. Jinými slovy, původně byly detekovány pomocí tranzitní metody, kdy astronomové měří poklesy jasnosti hvězdy, aby potvrdili, že mezi pozorovatelem a hvězdou prochází planeta. Tato pozorování probíhala běhemK2Pozorování kampaně 5, která se uskutečnila mezi 27. dubnem a 10. červencem 2015.
Tým poté provedl následná pozorování pomocí dalekohledu Keck II (umístěného v W.M. Observatoř Keck na Havaji) a Gemini North Telescope (na Observatoř Gemini y, také na Havaji). Tato pozorování, prováděná od ledna 2016 do května 2017, byla poté kombinována se spektrálními daty a měřením radiální rychlosti z Echelle spektrometr s vysokým rozlišením (HIRES) na dalekohledu Keck I.
Nakonec přidali fotometrická data z Meziamerická observatoř Cerro Tololo (CTIO) v Chile Jihoafrická astronomická observatoř (SAAO) a Observatoř Siding Spring (SSO) v Austrálii. Tato následná pozorování potvrdila přítomnost těchto dvou exoplanet. Jak napsali ve studii:
'Objevili jsme dvě tranzitující teplé exoplanety Jupiteru původně označené jako kandidáti na tranzit ve fotometrii K2.'...Obě planety patří mezi plynné obří planety s nejdelší periodou tranzitu s naměřenou hmotností a obíhají kolem relativně starých hostitelských hvězd. Obě planety nejsou nafouknuté, protože jejich poloměry jsou v souladu s teoretickými očekáváními.
Křivka tranzitního světla EPIC 211418729b. Kredit: Shporer (et al.)
Na základě svých pozorování byl tým také schopen vytvořit odhady planet o příslušných velikostech, hmotnostech a oběžných dobách. Zatímco EPIC 211418729 b měří 0,942 poloměrů Jupiteru, má přibližně 1,85 hmotnosti Jupiteru a oběžnou dobu 11,4 dne, EPIC 211442297 b měří 1,115 poloměru Jupiteru, má přibližně 0,84 hmotnosti Jupiteru a oběžnou dobu 20,3 dne.
Na základě jejich odhadů tyto planety zažívají povrchové teploty až 719 K (445,85 °C; 834,5 °F) a 682 K (408,85 °C; 768 °F). Jako takové klasifikovali tyto planety jako „teplé Jupitery“, protože nedosahují toho, co je považováno za typické pro „ Horké Jupitery “ – které mají exotickou atmosféru, která zažívají teploty až několik tisíc kelvinů.
Vědci poznamenali, že na základě jejich oběžných dob mají tyto dvě planety jedny z nejdelších oběžných dob ze všech dosud zjištěných tranzitujících plynných obrů (tj. těch, které byly detekovány pomocí metody tranzitu). Nebo jak uvádějí ve své studii:
„Jak EPIC 211418729b, tak EPIC 211442297b patří mezi plynné obří planety s nejdelší periodou tranzitu s naměřenou hmotností. Ve skutečnosti, podle NASA Exoplanet Archive ( Akeson a kol. 2013 ) EPIC 211442297b je v současnosti exoplaneta K2 s nejdelší periodou tranzitu s dobře omezenou hmotností.
Umělcova představa „horkého Jupiteru“ obíhajícího blízko své hvězdy. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)
Dalším zajímavým pozorováním byl fakt, že ani jedna z těchto exoplanet nebyla nafouknutá, což je něco, co nepředpokládali. V případě horkých Jupiterů dochází k expanzi atmosféry v důsledku množství slunečního záření, které dostávají, což vede k tomu, co tým ve svém článku označuje jako „korelaci poloměru a záření“. Jinými slovy, horké Jupitery jsou masivní, ale je také známo, že mají nízkou hustotu ve srovnání s chladnějšími plynnými obry.
Místo toho tým zjistil, že jak EPIC 211418729b, tak EPIC 211442297b měly poloměry, které byly v souladu s tím, co teoretické modely předpovídají pro plynné obry o jejich hmotnosti. Jejich výsledky je také vedly k určitým předběžným závěrům o strukturách a složení planet. Jak napsali:
'Obě planety nejsou nafouknuté ve srovnání s teoretickými očekáváními, na rozdíl od mnoha jiných planet v diagramu.' Jejich pozice se blíží nebo jsou v souladu s teoretickými očekáváními pro planetu s malým nebo žádným kamenným jádrem pro EPIC 211442297b a pro planetu s významným kamenným jádrem pro EPIC 211418729b.
Tyto výsledky naznačují, že sluneční záření nehraje významnou roli při určování poloměru teplých Jupiterů. To také vyvolává některé zajímavé otázky o korelaci mezi poloměry a ozářením s jinými plynnými obry. V budoucnu budou EPIC 211418729b a EPIC 211442297b cíli budoucnostiK2pozorování během kampaně mise 18 – která bude probíhat od května do srpna 2018.
Tato pozorování jistě nabídnou další pohled na tyto planety a záhady, které tato studie odhalila. Budoucí průzkumy tranzitujících exoplanet – prováděné nástroji nové generace, jako je např Průzkumné satelity tranzitujících exoplanet (TESS) – a průzkumy s přímým zobrazováním prováděné společností Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) jistě prozradí ještě více o vzdálených, exotických exoplanetách.
Další čtení: arXiv