O estudo de planetas extra-solares revelou algumas coisas fantásticas e fascinantes. Por exemplo, dos milhares de planetas descobertos até agora, muitos foram muito maiores do que seus equivalentes solares. Por exemplo, a maioria dos gigantes gasosos que foram observados orbitando perto de suas estrelas (também conhecido como "Júpiteres Quentes") tem massa semelhante a Júpiter ou Saturno, mas também tem um tamanho significativamente maior.
Desde que os astrônomos impuseram restrições ao tamanho de um gigante de gás extra-solar sete anos atrás, o mistério de por que esses planetas são tão maciços persiste. Graças à recente descoberta de planetas gêmeos nos sistemas K2-132 e K2-97 - realizados por uma equipe do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, usando dados do Kepler missão - os cientistas acreditam que estamos nos aproximando da resposta.
O estudo que detalha a descoberta - “Vendo o dobro com K2: Testando a re-inflação com dois planetas notavelmente semelhantes em torno das estrelas do ramo gigante vermelho ”- apareceu recentemente em The Astrophysical Journal. A equipe foi liderada por Samuel K. Grunblatt, um estudante de graduação da Universidade do Havaí, e incluiu membros do Instituto de Astronomia de Sydney (SIfA), Caltech, Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA , o Instituto SETI e várias universidades e institutos de pesquisa.
Devido à natureza "quente" desses planetas, acredita-se que seus tamanhos incomuns estejam relacionados ao calor que entra e sai de suas atmosferas. Várias teorias foram desenvolvidas para explicar esse processo, mas nenhum meio de testá-las estava disponível. Como Grunblatt explicou, "como não temos milhões de anos para ver como um sistema planetário específico evolui, é difícil provar ou refutar as teorias de inflação do planeta".
Para resolver isso, Grunblatt e seus colegas pesquisaram os dados coletados pela NASA Kepler missão (especificamente de K2 missão) procurar “Hot Jupiters” orbitando estrelas gigantes vermelhas. São estrelas que deixaram a sequência principal de suas vidas úteis e entraram na fase Ramo Gigante Vermelho (RGB), caracterizada por expansão maciça e diminuição da temperatura da superfície.
Como resultado, gigantes vermelhos podem ultrapassar planetas que orbitam próximo a eles, enquanto planetas que antes estavam distantes começarão a orbitar de perto. De acordo com uma teoria apresentada por Eric Lopez - um membro da Diretoria de Ciência e Exploração da NASA Goddard -, Júpiter quente diz que gigantes vermelhos em órbita devem ser inflados se a saída direta de energia de sua estrela hospedeira for o processo dominante de inflar planetas.
Até agora, sua pesquisa revelou dois planetas - K2-132b e K2-97 b - que eram quase idênticos em termos de períodos orbitais (9 dias), raios e massas. Com base em suas observações, a equipe conseguiu calcular com precisão os raios dos dois planetas e determinar que eles eram 30% maiores que Júpiter. Observações de acompanhamento da W.M. O Observatório Keck em Maunakea, no Havaí, também mostrou que os planetas eram apenas metade da massa de Júpiter.
A equipe então usou modelos para rastrear a evolução dos planetas e de suas estrelas ao longo do tempo, o que lhes permitiu calcular quanto calor os planetas absorveram de suas estrelas. Como esse calor foi transferido de suas camadas externas para seus interiores profundos, os planetas aumentaram de tamanho e diminuíram de densidade. Seus resultados indicaram que, embora os planetas provavelmente precisassem do aumento da radiação para inflar, a quantidade obtida era menor do que o esperado.
Embora o estudo tenha um escopo limitado, Grunblatt e o grupo de sua equipe são consistentes com a teoria de que enormes gigantes gasosos são inflados pelo calor de suas estrelas hospedeiras. É reforçado por outras linhas de evidência que sugerem que a radiação estelar é tudo que um gigante gasoso precisa para alterar drasticamente seu tamanho e densidade. Isso é certamente significativo, uma vez que nosso próprio Sol sairá de sua sequência principal algum dia, o que terá um efeito drástico em nosso sistema de planetas.
Assim, estudar estrelas gigantes vermelhas distantes e o que seus planetas estão passando ajudará os astrônomos a prever o que nosso Sistema Solar experimentará, embora em alguns bilhões de anos. Como Grunblatt explicou em uma declaração à imprensa da IfA:
“Estudar como a evolução estelar afeta os planetas é uma nova fronteira, tanto em outros sistemas solares quanto nos nossos. Com uma idéia melhor de como os planetas respondem a essas mudanças, podemos começar a determinar como a evolução do Sol afetará a atmosfera, os oceanos e a vida aqui na Terra. "
Espera-se que pesquisas futuras dedicadas ao estudo de gigantes de gás em torno de estrelas gigantes vermelhas ajudem a resolver o debate entre as teorias concorrentes da inflação no planeta. Por seus esforços, Grunblatt e sua equipe receberam recentemente um tempo com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, que planejam usar para realizar observações adicionais de K2-132 e K2-97 e seus respectivos gigantes de gás.
A busca por planetas em torno de estrelas gigantes vermelhas também deve se intensificar nos próximos anos com a implantação do satélite de pesquisa de exoplanetas em trânsito da NASA (TESS) e do Telescópio Espacial James Webb (JWST). Essas missões serão lançadas em 2018 e 2019, respectivamente, enquanto a missão K2 deverá durar pelo menos mais um ano.
