Eftersom astronomer först mätte storleken på en extrasolär planet för sjutton år sedan, de har kämpat för att svara på frågan:hur fick de största planeterna att bli så stora? Tack vare den senaste upptäckten av tvillingplaneter av ett University of Hawaii Institute for Astronomy -team ledd av doktoranden Samuel Grunblatt, vi närmar oss ett svar.

Gasjättplaneter är främst gjorda av väte och helium, och är minst 4 gånger jordens diameter. Gasjättplaneter som kretsar svidande nära sina värdstjärnor är kända som "heta Jupiters". Dessa planeter har massor som liknar Jupiter och Saturnus, men tenderar att vara mycket större - vissa är uppblåsta till storlekar som är ännu större än de minsta stjärnorna.

De ovanligt stora storlekarna på dessa planeter är sannolikt relaterade till värme som strömmar in och ut ur atmosfären, och flera teorier har utvecklats för att förklara denna process. "Dock, eftersom vi inte har miljoner år att se hur ett visst planetsystem utvecklas, planetinflationsteorier har varit svåra att bevisa eller motbevisa, sa Grunblatt.

För att lösa detta problem, Grunblatt sökte igenom data som samlats in av NASA:s K2 -uppdrag för att jaga heta Jupiters som kretsar om röda jätte stjärnor. Dessa stjärnor, som är i de sena stadierna av deras liv, bli sig själva betydligt större under sin sällskapets planets livstid. Efter en teori av Eric Lopez från NASA:s Goddard Space Flight Center, heta Jupiters som kretsar runt röda jättestjärnor bör vara högt uppblåsta om direkt energiinmatning från värdstjärnan är den dominerande processen som blåser upp planeter.

Sökandet har nu avslöjat två planeter, var och en kretsar kring sin värdstjärna med en period på cirka 9 dagar. Med hjälp av stjärnoscillationer för att exakt beräkna radierna för både stjärnorna och planeterna, laget fann att planeterna är 30% större än Jupiter. Observationer med hjälp av W. M. Keck -observatoriet på Maunakea visade också att trots deras stora storlekar, planeterna var bara hälften så massiva som Jupiter. Anmärkningsvärt, de två planeterna är nära tvillingar när det gäller deras omloppsperioder, radier, och massor.

Använda modeller för att spåra utvecklingen av planeterna och deras stjärnor över tid, laget beräknade planeternas effektivitet för att absorbera värme från stjärnan och överföra den till deras djupa interiörer, vilket får hela planeten att expandera i storlek och minska i densitet. Deras resultat visar att dessa planeter sannolikt behövde den ökade strålningen från den röda jättestjärnan för att blåsa upp, men mängden absorberad strålning var också lägre än väntat.

Det är riskabelt att försöka nå starka slutsatser med bara två exempel. Men dessa resultat börjar utesluta några förklaringar till planetinflationen, och överensstämmer med ett scenario där planeter direkt blåses upp av värmen från sina värdstjärnor. Det ökande vetenskapliga beviset tyder på att enbart stjärnstrålning direkt kan förändra storleken och densiteten på en planet.

Vår egen Sol kommer så småningom att bli en röd jätte stjärna, så det är viktigt att kvantifiera effekten dess utveckling kommer att få på resten av solsystemet. "Att studera hur stjärnutveckling påverkar planeter är en ny gräns, både i andra solsystem och våra egna, "sa Grunblatt." Med en bättre uppfattning om hur planeter reagerar på dessa förändringar, vi kan börja bestämma hur solens utveckling kommer att påverka atmosfären, hav, och livet här på jorden. "

Sökandet efter gasjätteplaneter runt röda jättestjärnor fortsätter eftersom ytterligare system slutgiltigt kan skilja mellan planetinflationsscenarier. Grunblatt och hans team har tilldelats tid med NASA Spitzer Space Telescope för att mäta storleken på dessa tvillingplaneter mer exakt. Dessutom, sökandet efter planeter runt röda jättar med NASA K2 -uppdraget kommer att fortsätta i minst ett år till, och NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), lanseras 2018, kommer att observera hundratusentals röda jättar över hela himlen.

"Se dubbel med K2:Testa återinflation med två anmärkningsvärt liknande planeter som kretsar om röda jätte stjärnor" har publicerats i den 27 november upplagan av The Astronomisk tidskrift .