Sinds astronomen zeventien jaar geleden voor het eerst de grootte van een extrasolaire planeet hebben gemeten, ze hebben geworsteld om de vraag te beantwoorden:hoe zijn de grootste planeten zo groot geworden? Dankzij de recente ontdekking van tweelingplaneten door een team van het Instituut voor Astronomie van de Universiteit van Hawaï onder leiding van afgestudeerde student Samuel Grunblatt, we komen steeds dichter bij een antwoord.

Gasreuzenplaneten bestaan ​​voornamelijk uit waterstof en helium, en zijn minstens 4 keer de diameter van de aarde. Gasreuzenplaneten die verschroeiend dicht bij hun gaststerren draaien, staan ​​bekend als "hete Jupiters". Deze planeten hebben een massa vergelijkbaar met Jupiter en Saturnus, maar hebben de neiging om veel groter te zijn - sommige zijn opgeblazen tot maten die zelfs groter zijn dan de kleinste sterren.

De ongewoon grote afmetingen van deze planeten houden waarschijnlijk verband met de warmte die in en uit hun atmosfeer stroomt, en er zijn verschillende theorieën ontwikkeld om dit proces te verklaren. "Echter, omdat we geen miljoenen jaren hebben om te zien hoe een bepaald planetenstelsel evolueert, planeetinflatietheorieën zijn moeilijk te bewijzen of te weerleggen, ’ zei Grunblatt.

Om dit probleem op te lossen, Grunblatt doorzocht gegevens verzameld door NASA's K2-missie om te jagen op hete Jupiters die rond rode reuzensterren draaien. deze sterren, die zich in de laatste fase van hun leven bevinden, worden zichzelf aanzienlijk groter gedurende de levensduur van hun metgezelplaneet. Volgens een theorie van Eric Lopez van NASA's Goddard Space Flight Center, hete Jupiters die rond rode reuzensterren draaien, moeten sterk worden opgeblazen als directe energie-invoer van de gastheerster het dominante proces is dat planeten opblaast.

De zoektocht heeft nu twee planeten aan het licht gebracht, elk in een baan rond hun gastster met een periode van ongeveer 9 dagen. Met behulp van stellaire oscillaties om de stralen van zowel de sterren als de planeten nauwkeurig te berekenen, het team ontdekte dat de planeten 30% groter zijn dan Jupiter. Waarnemingen met behulp van het WM Keck Observatorium op Maunakea toonden ook aan dat, ondanks hun grote afmetingen, de planeten waren slechts half zo massief als Jupiter. Opmerkelijk, de twee planeten zijn bijna een tweeling in termen van hun omlooptijden, stralen, en massa.

Modellen gebruiken om de evolutie van de planeten en hun sterren in de loop van de tijd te volgen, het team berekende de efficiëntie van de planeten bij het absorberen van warmte van de ster en het overbrengen naar hun diepe binnenste, waardoor de hele planeet in omvang uitzet en in dichtheid afneemt. Hun bevindingen tonen aan dat deze planeten waarschijnlijk de verhoogde straling van de rode reuzenster nodig hadden om op te blazen, maar de hoeveelheid geabsorbeerde straling was ook lager dan verwacht.

Het is riskant om met slechts twee voorbeelden tot sterke conclusies te komen. Maar deze resultaten beginnen sommige verklaringen van de inflatie op de planeet uit te sluiten, en komen overeen met een scenario waarin planeten direct worden opgeblazen door de hitte van hun gastheersterren. Het toenemende wetenschappelijke bewijs lijkt te suggereren dat alleen stellaire straling de grootte en dichtheid van een planeet direct kan veranderen.

Onze eigen zon zal uiteindelijk een rode reuzenster worden, dus het is belangrijk om het effect te kwantificeren dat zijn evolutie zal hebben op de rest van het zonnestelsel. "Studeren hoe de evolutie van sterren planeten beïnvloedt, is een nieuwe grens, zowel in andere zonnestelsels als in ons eigen, " zei Grunblatt. "Met een beter idee van hoe planeten op deze veranderingen reageren, we kunnen beginnen te bepalen hoe de evolutie van de zon de atmosfeer zal beïnvloeden, oceanen, en het leven hier op aarde."

De zoektocht naar gasreuzenplaneten rond rode reuzensterren gaat door, aangezien aanvullende systemen overtuigend onderscheid kunnen maken tussen scenario's voor planeetinflatie. Grunblatt en zijn team hebben tijd gekregen met de NASA Spitzer Space Telescope om de afmetingen van deze tweelingplaneten nauwkeuriger te meten. In aanvulling, de zoektocht naar planeten rond rode reuzen met de NASA K2-missie gaat nog zeker een jaar door, en NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), lancering in 2018, zal honderdduizenden rode reuzen over de hele hemel observeren.

"Dubbel zien met K2:testen van herinflatie met twee opmerkelijk vergelijkbare planeten die rond rode reuzensterren draaien" is gepubliceerd in de 27e editie van The Astronomisch tijdschrift .