В последние несколько лет изучение внезолнечных планет оказалось довольно интересным кандидатом. По состоянию на 1 августа 2017 года было обнаружено 3639 экзопланет в 2729 планетных системах и 612 планетных системах. Многие из этих открытий ставят под сомнение традиционное мышление о планетах, особенно в том, что касается их размеров и расстояний от их солнц.
Согласно исследованию международной группы астрономов, последние открытия экзопланет соответствуют этой тенденции. Известные как EPIC 211418729b и EPIC 211442297b, эти два газовых гиганта обращаются по орбите к звездам, которые расположены примерно в 1569 и 1360 световых годах от Земли (соответственно) и по размеру похожи на Юпитер. В сочетании с их относительно близкой орбитой к звездам команда определила их как «Теплые Юпитеры».
Исследование под названием «EPIC 211418729b и EPIC 211442297b: два транзитных теплых Юпитера» недавно появилось в сети. Во главе с Ави Шпорером - докторантом из отдела геологических и планетарных наук (GPS) Калифорнийского технологического института (Caltech) - команда опиралась на данные из Kepler а также K2 миссии и последующие наблюдения с помощью нескольких наземных телескопов, чтобы определить размеры, массы и орбиты этих планет.
Как они указывают в своем исследовании, две планеты были первоначально определены как транзитные планеты-кандидаты K2 миссия. Другими словами, они были первоначально обнаружены с помощью метода транзита, где астрономы измеряют провалы в яркости звезды, чтобы подтвердить, что планета проходит между наблюдателем и звездой. Эти наблюдения имели место во время K2Camp наблюдения за Кампанией 5, которые проходили с 27 апреля по 10 июля 2015 г.
Затем группа провела последующие наблюдения, используя телескоп Keck II (расположенный в обсерватории W.M. Keck на Гавайях) и Северный телескоп Джемини (в обсерватории Близнецов, также на Гавайях). Эти наблюдения, проведенные с января 2016 года по май 2017 года, были затем объединены со спектральными данными и измерениями лучевой скорости на эшелле-спектрометре высокого разрешения (HIRES) на телескопе Keck I.
Наконец, они добавили фотометрические данные из Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (CTIO) в Чили, Южно-Африканской астрономической обсерватории (SAAO) и Обсерватории Сайдинг-Спринг (SSO) в Австралии. Эти последующие наблюдения подтвердили наличие этих двух экзопланет. Как они написали в исследовании:
«Мы обнаружили две транзитные теплые экзопланеты Юпитера, первоначально идентифицированные как транзитные кандидаты в фотометрии K2… Обе планеты являются одними из самых длинных периодов, проходящих планеты газовых гигантов с измеренной массой, и они вращаются вокруг относительно старых звезд-хозяев. Обе планеты не раздуты, поскольку их радиусы соответствуют теоретическим ожиданиям ».
Из их наблюдений команда также смогла произвести оценки на планетах соответствующих размеров, масс и орбитальных периодов. В то время как EPIC 211418729 b измеряет 0,942 радиуса Юпитера, имеет приблизительно 1,85 массы Юпитера и период обращения 11,4 дня, EPIC 211442297 b измеряет 1,115 радиуса Юпитера, имеет приблизительно 0,84 массы Юпитера и период обращения 20,3 дня.
По их оценкам, эти планеты испытывают температуры поверхности до 719 К (445,85 ° C; 834,5 ° F) и 682 К (408,85 ° C; 768 ° F) соответственно. Таким образом, они классифицировали эти планеты как «Теплые Юпитеры», поскольку они не соответствуют тому, что считается типичным для «Горячих Юпитеров», которые имеют экзотическую атмосферу, в которой температура достигает нескольких тысяч кельвинов.
Исследователи отметили, что, основываясь на их орбитальных периодах, эти две планеты имеют одни из самых длинных орбитальных периодов любого транзитного газового гиганта (то есть тех, которые были обнаружены с использованием метода транзита), обнаруженных до настоящего времени. Или как они утверждают в своем исследовании:
«EPIC 211418729b и EPIC 211442297b являются одними из самых длинных периодических транзитных газовых гигантов с измеренной массой. На самом деле, согласно архиву экзопланет НАСА (Akeson et al. 2013), EPIC 211442297b в настоящее время является самой длинной в период транзита K2 экзопланет с хорошо ограниченной массой ».
Еще одним интересным наблюдением было то, что ни одна из этих экзопланет не была раздута, чего они не ожидали. В случае с горячими юпитерами атмосферы расширяются в результате количества солнечного излучения, которое они получают, что приводит к тому, что в своей статье команда называет «корреляцией радиуса и радиации». Другими словами, Горячие Юпитеры массивны, но также, как известно, имеют низкую плотность по сравнению с более холодными газовыми гигантами.
Вместо этого команда обнаружила, что и EPIC 211418729b, и EPIC 211442297b имели радиусы, которые соответствовали тому, что теоретические модели предсказывают для газовых гигантов своей массы. Их результаты также заставили их сделать некоторые предварительные выводы о строении и составе планет. Как они написали:
«Обе планеты не раздуты по сравнению с теоретическими ожиданиями, в отличие от многих других планет на диаграмме. Их позиции близки или соответствуют теоретическим ожиданиям для планеты с небольшим или отсутствующим скалистым ядром для EPIC 211442297b и планеты со значительным скалистым ядром для EPIC 211418729b ».
Эти результаты показывают, что солнечное излучение не играет существенной роли в определении радиуса теплых Юпитеров. Это также поднимает некоторые интересные вопросы о корреляции между радиусами и облучением с другими газовыми гигантами. В будущем EPIC 211418729b и EPIC 211442297b станут целями будущего. K2 наблюдения во время Кампании 18 миссии, которая продлится с мая по август 2018 года.
Эти наблюдения, несомненно, дадут некоторую дополнительную информацию об этих планетах и тайнах этого исследования. Будущие обзоры транзитных экзопланет - проводимые с помощью приборов следующего поколения, таких как спутники геодезической транзитной экзопланеты (TESS) - и прямые съемки, проводимые космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), несомненно, позволят еще больше узнать об отдаленных экзотических экзопланетах.
