การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้เผยสิ่งที่น่าอัศจรรย์และน่าสนใจบางอย่าง ยกตัวอย่างเช่นจากดาวเคราะห์หลายพันดวงที่ค้นพบจนถึงขณะนี้ดาวเคราะห์หลายดวงมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์มาก ตัวอย่างเช่นยักษ์ก๊าซส่วนใหญ่ที่สังเกตพบว่าโคจรรอบดาวฤกษ์ของพวกเขาอย่างใกล้ชิด (aka“ จูปิเตอร์ร้อนแรง”) นั้นคล้ายกับมวลของดาวพฤหัสหรือดาวเสาร์ แต่ก็มีขนาดที่ใหญ่กว่าเช่นกัน
นับตั้งแต่นักดาราศาสตร์ได้วางข้อ จำกัด เกี่ยวกับขนาดของก๊าซยักษ์สุริยะเมื่อเจ็ดปีก่อนความลึกลับว่าทำไมดาวเคราะห์เหล่านี้จึงมีขนาดใหญ่ ขอบคุณการค้นพบดาวเคราะห์แฝดคู่ในระบบ K2-132 และ K2-97 ทำโดยทีมจากสถาบันดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยฮาวายโดยใช้ข้อมูลจาก เคปเลอร์ ภารกิจ - นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเราใกล้จะถึงคำตอบแล้ว
การศึกษาซึ่งรายละเอียดการค้นพบ -“ เห็นคู่กับ K2: การทดสอบอัตราเงินเฟ้อใหม่กับดาวเคราะห์สองดวงที่คล้ายกันอย่างน่าทึ่งรอบดาวยักษ์แดงสาขา” - เพิ่งปรากฏ วารสาร Astrophysical. ทีมดังกล่าวนำโดย Samuel K. Grunblatt นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยฮาวายและรวมถึงสมาชิกจาก Sydney Institute for Astronomy (SIfA), Caltech, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), NASA Goddard Space Flight Center สถาบัน SETI และมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยหลายแห่ง
เนื่องจากลักษณะที่ "ร้อน" ของดาวเคราะห์เหล่านี้ขนาดที่ผิดปกติของพวกมันเชื่อว่าเกี่ยวข้องกับความร้อนที่ไหลเข้าและออกจากชั้นบรรยากาศ มีหลายทฤษฎีที่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่ออธิบายกระบวนการนี้ แต่ไม่มีวิธีการทดสอบที่ใช้ได้ ดังที่ Grunblatt อธิบายว่า“ เนื่องจากเราไม่มีเวลาหลายล้านปีที่จะเห็นว่าระบบดาวเคราะห์วิวัฒนาการอย่างไรทฤษฎีเงินเฟ้อของดาวเคราะห์จึงยากที่จะพิสูจน์หรือหักล้าง”
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ Grunblatt และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นหาข้อมูลที่รวบรวมโดย NASA เคปเลอร์ ภารกิจ (โดยเฉพาะจากมัน K2 ภารกิจ) เพื่อค้นหา“ จูปิเตอร์ร้อนแรง” ที่โคจรรอบดาวยักษ์แดง เหล่านี้คือดาวฤกษ์ที่ออกจากชุดลำดับหลักของอายุการใช้งานและเข้าสู่ช่วง Red Giant Branch (RGB) ซึ่งโดดเด่นด้วยการขยายตัวครั้งใหญ่และการลดลงของอุณหภูมิพื้นผิว
เป็นผลให้ดาวยักษ์แดงอาจแซงดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ใกล้พวกมันในขณะที่ดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไปจะเริ่มโคจรอย่างใกล้ชิด ตามทฤษฎีที่ Eric Lopez ซึ่งเป็นสมาชิกของคณะวิทยาศาสตร์และการสำรวจของนาซาก็อดดาร์ดกล่าวว่าดาวพฤหัสร้อนที่ดาวยักษ์แดงโคจรรอบดาวนั้นน่าจะพองตัวขึ้นหากพลังงานทางตรงจากดาวฤกษ์แม่ของพวกมันนั้นเป็นกระบวนการที่พองตัวดาวเคราะห์
จนถึงขณะนี้การค้นหาของพวกเขาได้ก่อตัวดาวเคราะห์สองดวงคือ K2-132b และ K2-97 b ซึ่งเกือบจะเหมือนกันในแง่ของรอบการโคจร (9 วัน) รัศมีและมวล จากการสังเกตของพวกเขาทีมสามารถคำนวณรัศมีของดาวเคราะห์ทั้งสองได้อย่างแม่นยำและกำหนดว่าพวกมันใหญ่กว่าดาวพฤหัส 30% การติดตามผลจาก W.M. Keck Observatory ที่ Maunakea, Hawaii ก็แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์นั้นมีมวลเพียงครึ่งเดียวของดาวพฤหัส
จากนั้นทีมใช้แบบจำลองเพื่อติดตามวิวัฒนาการของดาวเคราะห์และดวงดาวเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งอนุญาตให้พวกเขาคำนวณว่าดาวเคราะห์ดูดกลืนความร้อนจากดวงดาวของพวกเขามากแค่ไหน เมื่อความร้อนนี้ส่งผ่านจากชั้นนอกไปสู่การตกแต่งภายในที่ลึกดาวเคราะห์ก็มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีความหนาแน่นลดลง ผลของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าในขณะที่ดาวเคราะห์น่าจะต้องการการแผ่รังสีที่เพิ่มขึ้นเพื่อขยายตัวปริมาณที่พวกเขาได้รับต่ำกว่าที่คาดไว้
ในขณะที่การศึกษานั้นมีขอบเขต จำกัด Grunblatt และการศึกษาของทีมของเขานั้นสอดคล้องกับทฤษฎีที่ว่ายักษ์ใหญ่ในก๊าซยักษ์พองตัวจากความร้อนของดาวฤกษ์แม่ มีหลักฐานสนับสนุนอีกหลายข้อที่บ่งบอกว่าการแผ่รังสีของดาวฤกษ์เป็นสิ่งที่ยักษ์แก๊สจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงขนาดและความหนาแน่นของมันอย่างมาก นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากดวงอาทิตย์ของเราจะออกจากลำดับหลักในวันหนึ่งซึ่งจะมีผลอย่างมากต่อระบบดาวเคราะห์ของเรา
ดังนั้นการศึกษาดาวยักษ์แดงที่อยู่ไกลออกไปและสิ่งที่ดาวเคราะห์ของพวกเขากำลังเผชิญอยู่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าระบบสุริยะของเราจะมีประสบการณ์อย่างไรในเวลาไม่กี่พันล้านปี ดังที่ Grunblatt ได้อธิบายไว้ในแถลงการณ์ IfA:
“ การศึกษาว่าวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ส่งผลกระทบต่อดาวเคราะห์อย่างไรเป็นขอบเขตใหม่ทั้งในระบบสุริยะอื่น ๆ และของเราเอง ด้วยแนวคิดที่ดีกว่าว่าดาวเคราะห์ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้อย่างไรเราสามารถเริ่มพิจารณาว่าวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์จะส่งผลกระทบต่อบรรยากาศมหาสมุทรและชีวิตบนโลกนี้อย่างไร”
หวังว่าการสำรวจในอนาคตที่อุทิศให้กับการศึกษาก๊าซยักษ์รอบดาวฤกษ์ยักษ์แดงจะช่วยยุติการอภิปรายระหว่างทฤษฎีเงินเฟ้อของโลกที่แข่งขันกัน สำหรับความพยายามของพวกเขา Grunblatt และทีมของเขาเพิ่งได้รับรางวัลเมื่อเร็ว ๆ นี้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่าซึ่งพวกเขาวางแผนที่จะใช้ในการสังเกตการณ์เพิ่มเติมของ K2-132 และ K2-97 และยักษ์ก๊าซตามลำดับ
การค้นหาดาวเคราะห์รอบดาวยักษ์แดงนั้นคาดว่าจะเพิ่มมากขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าด้วยการติดตั้งระบบ Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) และกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (JWST) ของนาซ่า ภารกิจเหล่านี้จะเปิดตัวในปี 2561 และ 2562 ตามลำดับขณะที่ภารกิจ K2 คาดว่าจะใช้งานได้อย่างน้อยอีกหนึ่งปี
