1317
Астрономи виявили дві з найпухкіших планет-гігантів, які будь-коли знаходили: їхня густина настільки низька, що вони буквально легші за цукрову вату. Цю рідкісну пару «супер-пухнастих» планет знайшла міжнародна команда під керівництвом Оксфордського університету у співпраці з обсерваторією Лазурного берега та Бірмінгемським університетом. Результати опублікували в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Новопідтверджені планети TOI-791 b і TOI-791 c обертаються навколо зорі-карлика спектрального класу F7 приблизно за 1110 світлових років від Землі, у південному сузір’ї Летючої Риби. Хоча кожна з них розміром приблизно з Юпітер, обидві напрочуд легкі для своїх габаритів. Густина TOI-791 b становить лише 0,038 грама на кубічний сантиметр, а TOI-791 c — 0,047. Для порівняння: середня густина Юпітера — 1,33 г/см³, тобто він у 28–35 разів щільніший за ці світи.
Порівняння стає ще яскравішим поряд із цукровою ватою, густина якої — близько 0,05 г/см³. А Земля значно щільніша — у середньому 5,5 г/см³. Науковці вважають, що обидві планети сформувалися разом з одного диска газу й пилу навколо молодої зорі, тобто є планетними «братами».
Їх пов’язує ще й незвичайне орбітальне впорядкування — резонанс середнього руху 5:3. На кожні п’ять обертів внутрішньої планети зовнішня встигає зробити майже рівно три. Обертаючись навколо зорі, вони раз у раз притягують одна одну гравітацією, створюючи невеликі, але вимірні зміни в часі кожного транзиту. Лише в чотирьох інших відомих системах є кілька супер-пухнастих планет, тож TOI-791 — винятково рідкісна нагода дослідити, як такі світи виникають і еволюціонують.
«Відомо лише жменьку таких супер-пухнастих планет, і ще рідше трапляється знайти дві в одній системі, — зазначила провідна авторка докторка Джорджина Дренсфілд. — Їхня надзвичайно низька густина робить їх захопливими об’єктами для розуміння формування й еволюції планетних систем». Спершу планети помітили волонтери проєкту громадянської науки Planet Hunters TESS — у 2019 та 2023 роках — переглядаючи дані космічного телескопа NASA TESS.
Коли планета проходить перед своєю зорею під час «транзиту», вона блокує невелику частку світла, і за цим спадом яскравості визначають її розмір. Аналізуючи ж крихітні зміни в часі транзитів, спричинені гравітаційною взаємодією планет, команда оцінила їхню масу. Відкриття спиралося на вісім років спостережень, зокрема на дані телескопа ASTEP на станції «Конкордія» в Антарктиді. Довгі полярні ночі дали змогу без перерв спостерігати незвично тривалі транзити — понад 11 годин кожен, найдовші суцільні планетні транзити, коли-небудь повністю зафіксовані з поверхні Землі.
Як саме утворюються супер-пухнасті планети, науковці досі з’ясовують. Провідне пояснення таке: ці світи мають величезні атмосфери, багаті на водень і гелій, що становлять значну частку їхньої маси. Імовірно, ці товсті газові оболонки сформувалися, коли планети були значно далі від зорі, у холодніших ділянках протопланетного диска, де газ міг швидко накопичуватися навколо твердого ядра. Команда планує спостереження за допомогою телескопа James Webb, щоб перевірити, чи містить пухнаста атмосфера сполуки вуглецю, азоту й кисню, і краще зрозуміти походження цих незвичайних планет.
