Desde que los astrónomos midieron por primera vez el tamaño de un planeta extrasolar hace diecisiete años, han luchado por responder a la pregunta:¿cómo llegaron a ser tan grandes los planetas más grandes? Gracias al reciente descubrimiento de planetas gemelos por un equipo del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai dirigido por el estudiante graduado Samuel Grunblatt, nos estamos acercando a una respuesta.

Los planetas gigantes gaseosos están hechos principalmente de hidrógeno y helio, y tienen al menos 4 veces el diámetro de la Tierra. Los planetas gigantes gaseosos que orbitan ardientemente cerca de sus estrellas anfitrionas se conocen como "Júpiter calientes". Estos planetas tienen masas similares a las de Júpiter y Saturno, pero tienden a ser mucho más grandes, algunas están hinchadas hasta tamaños incluso más grandes que las estrellas más pequeñas.

Los tamaños inusualmente grandes de estos planetas probablemente estén relacionados con el calor que fluye dentro y fuera de sus atmósferas, y se han desarrollado varias teorías para explicar este proceso. "Sin embargo, dado que no tenemos millones de años para ver cómo evoluciona un sistema planetario en particular, Las teorías de la inflación planetaria han sido difíciles de probar o refutar, "dijo Grunblatt.

Para resolver este problema, Grunblatt buscó en los datos recopilados por la misión K2 de la NASA para buscar Júpiter calientes que orbitan estrellas gigantes rojas. Estas estrellas que se encuentran en las últimas etapas de sus vidas, se vuelven significativamente más grandes a lo largo de la vida de su planeta compañero. Siguiendo una teoría presentada por Eric Lopez del Goddard Space Flight Center de la NASA, Los Júpiter calientes que orbitan alrededor de estrellas gigantes rojas deberían estar muy inflados si la entrada de energía directa de la estrella anfitriona es el proceso dominante para inflar los planetas.

La búsqueda ahora ha revelado dos planetas, cada uno orbitando su estrella anfitriona con un período de aproximadamente 9 días. Usando oscilaciones estelares para calcular con precisión los radios tanto de las estrellas como de los planetas, el equipo descubrió que los planetas son un 30% más grandes que Júpiter. Las observaciones realizadas con el Observatorio W. M. Keck en Maunakea también mostraron que, a pesar de sus grandes tamaños, los planetas eran solo la mitad de masivos que Júpiter. Notablemente, los dos planetas están cerca de gemelos en términos de sus períodos orbitales, radios, y masas.

Usando modelos para rastrear la evolución de los planetas y sus estrellas a lo largo del tiempo, el equipo calculó la eficiencia de los planetas para absorber el calor de la estrella y transferirlo a sus interiores profundos, causando que todo el planeta se expanda en tamaño y disminuya en densidad. Sus hallazgos muestran que estos planetas probablemente necesitaron el aumento de radiación de la estrella gigante roja para inflarse. pero la cantidad de radiación absorbida también fue menor de lo esperado.

Es arriesgado intentar llegar a conclusiones sólidas con solo dos ejemplos. Pero estos resultados comienzan a descartar algunas explicaciones de la inflación planetaria, y son consistentes con un escenario donde los planetas son inflados directamente por el calor de sus estrellas anfitrionas. La creciente evidencia científica parece sugerir que la radiación estelar por sí sola puede alterar directamente el tamaño y la densidad de un planeta.

Nuestro propio Sol eventualmente se convertirá en una estrella gigante roja, por lo que es importante cuantificar el efecto que tendrá su evolución en el resto del Sistema Solar. "Estudiar cómo la evolución estelar afecta a los planetas es una nueva frontera, tanto en otros sistemas solares como en el nuestro, ", dijo Grunblatt." Con una mejor idea de cómo los planetas responden a estos cambios, podemos empezar a determinar cómo afectará la evolución del Sol a la atmósfera, océanos y vida aquí en la Tierra ".

La búsqueda de planetas gigantes gaseosos alrededor de estrellas gigantes rojas continúa, ya que sistemas adicionales podrían distinguir de manera concluyente entre escenarios de inflación planetaria. Grunblatt y su equipo han ganado tiempo con el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA para medir los tamaños de estos planetas gemelos con mayor precisión. Además, la búsqueda de planetas alrededor de gigantes rojos con la Misión K2 de la NASA continuará durante al menos un año más, y el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA, lanzamiento en 2018, Observará cientos de miles de gigantes rojas en todo el cielo.

"Ver el doble con K2:probando la reinflación con dos planetas notablemente similares que orbitan estrellas gigantes rojas" se publicó en la edición del 27 de noviembre de The Diario astronómico .