Недавно обнаруженные двойные планеты могут помочь решить загадку

Ноя 27, 2017 Леонид Гляделов

Поскольку астрономы впервые измерили размер внесолнечной планеты семнадцать лет назад, они изо всех сил пытались ответить на вопрос: как величайшие планеты стали такими большими?
Благодаря недавнему открытию двойных планет из Университета Гавайского института астрономии, возглавляемого аспирантом Самуэлем Грюнблаттом, мы приближаемся к ответу на этот вопрос.

Планеты газового гиганта в основном состоят из водорода и гелия, и по крайней мере, в 4 раза больше диаметра Земли. Планеты газового гиганта, которые блистают близко к их звездам-хозяевам, известны как «горячие юпитеры». Эти планеты имеют массы, подобные Юпитеру и Сатурну, но имеют тенденцию быть намного больше - некоторые из них надуваются до размеров, даже больших, чем самые маленькие звезды.

Подробнее:

Необычайно большие размеры этих планет, вероятно связаны с тепловым потоком в, и из атмосферы, и для объяснения этого процесса были разработаны несколько теорий.
«Однако, поскольку у нас нет миллионов лет, чтобы увидеть, как развивается определенная планетарная система, теории планет трудно доказать или опровергнуть», - сказал Грюнблатт.

Чтобы решить эту проблему, Грюнблатт просмотрел данные, собранные NASA K2 Mission , чтобы охотиться за горячими юпитерами, вращающимися вокруг красных звезд-гигантов. Эти звезды, которые находятся на поздних стадиях своей жизни, становятся более значительными в течение жизни их спутников. Следуя теории, выдвинутой Эриком Лопесом из Центра космических полетов Годдарда НАСА, горячие Юпитеры, вращающиеся вокруг красных звезд-гигантов, должны быть сильно завышены, если прямой поток энергии от звезды-хозяина является доминирующим процессом раздувания планет.

В результате поиска были обнаружены две планеты, каждая из которых вращалась вокруг своей звезды-хозяина с периодом около 9 дней. Используя звездные колебания, чтобы точно рассчитать радиусы звезд и планет, команда обнаружила, что планеты на 30% больше, чем Юпитер. Наблюдения с использованием обсерватории WM Keck на Маунаке также показали, что, несмотря на их большие размеры, планеты были только наполовину массивнее Юпитера. Примечательно, что две планеты близки к близнецам по своим орбитальным периодам, радиусам и массам.

Используя модели для отслеживания эволюции планет и их звезд с течением времени, команда вычислила эффективность планет при поглощении тепла от звезды и перенесении ее в их глубокие недра, в результате чего вся планета расширялась по размеру и уменьшалась в плотности.
Их результаты показывают, что эти планеты, вероятно, нуждались в увеличенном излучении от красной гигантской звезды, чтобы раздуться, но количество поглощенного излучения было ниже, чем ожидалось.

Очень рискованно пытаться сделать убедительные выводы только с двумя примерами. Но эти результаты начинают исключать некоторые объяснения инфляции планеты и согласуются со сценарием, когда планеты непосредственно насыщаются жарой от их звезд-хозяев. Установление научных доказательств, по-видимому предполагает, что только звездное излучение может непосредственно изменять размер и плотность планеты.

Поиск планет газового гиганта вокруг красных звезд-гигантов продолжается, поскольку дополнительные системы могут окончательно различать сценарии плановой инфляции. Грюнблатт и его команда были вооружены космическим телескопом NASA Spitzer для более точного измерения размеров этих двойных планет.
Кроме того, поиск планет вокруг красных гигантов с NASA K2 Mission продолжится, по крайней мере, еще на один год, а спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) , запущенный в 2018 году, будет наблюдать сотни тысяч красных гигантов по всему небу.
Опубликовано 27 ноября в издании « Астрономического журнала».