Lo studio dei pianeti extra-solari ha rivelato alcuni candidati piuttosto interessanti negli ultimi anni. A partire dal 1 agosto 2017, sono stati scoperti in totale 3.639 pianeti extrasolari in 2.729 sistemi planetari e 612 sistemi planetari multipli. Molte di queste scoperte hanno sfidato il pensiero convenzionale sui pianeti, specialmente per quanto riguarda le loro dimensioni e distanze dai loro soli.
Secondo uno studio condotto da un team internazionale di astronomi, le ultime scoperte sugli esopianeti sono in linea con questa tendenza. Conosciuti come EPIC 211418729b e EPIC 211442297b, questi due giganti gassosi orbitano attorno a stelle che si trovano a circa 1569 e 1360 anni luce dalla Terra (rispettivamente) e hanno dimensioni simili a Giove. Combinato con la loro orbita relativamente vicina alle loro stelle, il team li ha designati come "Giove caldi".
Lo studio, intitolato "EPIC 211418729b e EPIC 211442297b: Two Transiting Warm Jupiter", è recentemente apparso online. Guidato da Avi Shporer - uno studioso post-dottorato con la divisione Geological and Planetary Sciences (GPS) presso il California Institute of Technology (Caltech) - il team ha fatto affidamento sui dati del Kepler e K2 missioni e osservazioni di follow-up con più telescopi terrestri, per determinare le dimensioni, le masse e le orbite di questi pianeti.
Come indicano nel loro studio, i due pianeti sono stati inizialmente identificati come candidati al pianeta in transito dal K2 missione. In altre parole, sono stati inizialmente rilevati attraverso il metodo di transito, in cui gli astronomi misurano i cali nella luminosità di una stella per confermare che un pianeta sta passando tra l'osservatore e la stella. Queste osservazioni hanno avuto luogo durante K2Le osservazioni della Campagna 5, che si sono svolte dal 27 aprile al 10 luglio 2015.
Il team ha quindi condotto osservazioni di follow-up utilizzando il telescopio Keck II (situato presso l'Osservatorio W.M. Keck alle Hawaii) e il Gemini North Telescope (presso l'Osservatorio Gemini, sempre alle Hawaii). Queste osservazioni, condotte da gennaio 2016 a maggio 2017, sono state quindi combinate con i dati spettrali e le misurazioni della velocità radiale dallo spettrometro Echelle ad alta risoluzione (HIRES) sul telescopio Keck I.
Infine, hanno aggiunto i dati fotometrici dell'Osservatorio interamericano di Cerro Tololo (CTIO) in Cile, dell'Osservatorio astronomico sudafricano (SAAO) e dell'Osservatorio di primavera schierandosi (SSO) in Australia. Queste osservazioni di follow-up hanno confermato la presenza di questi due esopianeti. Come hanno scritto nello studio:
“Abbiamo scoperto due esopianeti in transito di Giove caldo inizialmente identificati come candidati in transito nella fotometria K2… Entrambi i pianeti sono tra i più lunghi pianeti giganti gassosi in transito con una massa misurata e stanno orbitando attorno a stelle ospiti relativamente vecchie. Entrambi i pianeti non sono gonfiati poiché i loro raggi sono coerenti con le aspettative teoriche. "
Dalle loro osservazioni, il team è stato anche in grado di produrre stime sui pianeti delle rispettive dimensioni, masse e periodi orbitali. Mentre EPIC 211418729 b misura 0,942 raggi di Giove, ha circa 1,85 masse di Giove e periodo orbitale di 11,4 giorni, EPIC 211442297 b misura 1,115 raggi di Giove, ha circa 0,84 masse di Giove e un periodo orbitale di 20,3 giorni.
Sulla base delle loro stime, questi pianeti hanno temperature della superficie fino a 719 K (445,85 ° C; 834,5 ° F) e 682 K (408,85 ° C; 768 ° F), rispettivamente. Come tali, hanno classificato questi pianeti come "Giove caldi", dal momento che non sono all'altezza di ciò che è considerato tipico di "Giove caldi" - che hanno un'atmosfera esotica che ha temperature fino a diverse migliaia di kelvin.
I ricercatori hanno notato che in base ai loro periodi orbitali, questi due pianeti hanno alcuni dei periodi orbitali più lunghi di qualsiasi gigante gassoso in transito (cioè quelli che sono stati rilevati usando il metodo di transito) finora rilevati. O come affermano nel loro studio:
“Sia EPIC 211418729b che EPIC 211442297b sono tra i pianeti giganti gassosi in transito di periodo più lungo con una massa misurata. In effetti, secondo l'Exoplanet Archive della NASA (Akeson et al. 2013) EPIC 211442297b è attualmente l'esopianeta di transito K2 più lungo periodo con una massa ben limitata. "
Un'altra osservazione interessante è stata il fatto che nessuno di questi esopianeti era gonfiato, cosa che non prevedevano. Nel caso di Hot Jupiter, le atmosfere subiscono un'espansione a causa della quantità di irradiazione solare che ricevono, risultando in quella che il team definisce una "correlazione raggio-irradiazione" nella loro carta. In altre parole, i Hot Jupiter sono enormi, ma sono anche noti per avere basse densità rispetto ai giganti gassosi più freddi.
Invece, il team ha scoperto che sia EPIC 211418729b che EPIC 211442297b avevano raggi coerenti con ciò che i modelli teorici prevedono per i giganti gassosi della loro massa. I loro risultati li hanno anche portati a trarre alcune conclusioni provvisorie sulle strutture e sulle composizioni dei pianeti. Come hanno scritto:
“Entrambi i pianeti non sono gonfiati rispetto alle aspettative teoriche, a differenza di molti altri pianeti nel diagramma. Le loro posizioni sono vicine o coerenti con le aspettative teoriche per un pianeta con un nucleo roccioso scarso o nullo, per EPIC 211442297b, e un pianeta con un nucleo roccioso significativo per EPIC 211418729b. "
Questi risultati suggeriscono che l'irradiazione solare non svolge un ruolo significativo nel determinare il raggio di Giove caldi. Solleva anche alcune interessanti domande sulla correlazione tra raggi e irradiazione con altri giganti gassosi. In futuro, EPIC 211418729b e EPIC 211442297b saranno obiettivi futuri K2 osservazioni durante la campagna della missione 18, che si svolgerà da maggio ad agosto 2018.
Queste osservazioni offriranno sicuramente ulteriori spunti su questi pianeti e sui misteri che questo studio ha sollevato. I sondaggi futuri sugli esopianeti in transito - condotti da strumenti di prossima generazione come i satelliti per il sondaggio sugli esopianeti in transito (TESS) - e quelli sull'imaging diretto condotti dal James Webb Space Telescope (JWST) riveleranno sicuramente ancora di più sugli esopianeti distanti ed esotici.
