Астрономы нашли две планеты с плотностью меньше, чем у сладкой ваты

Ученые подтвердили открытие двух гигантских экзопланет редкого класса «суперпуф» — сверхразреженных планет. Эти небесные тела размером с Юпитер, но имеют плотность ниже, чем даже сахарная вата. Изучение огромных и легких атмосфер этих планет поможет понять, как в Галактике появляются столь необычные миры.

Международная группа астрономов провела исследование под руководством Оксфордского университета (Великобритания).

Планеты, обозначенные TOI-791 b и TOI-791 c, вращаются вокруг желто-белого карлика F7 в созвездии Летучей Рыбы, примерно в 1110 световых годах от Земли. Плотность первой планеты всего 38 килограммов на кубический метр, а второй – 47 килограммов на кубический метр. Для сравнения: плотность сладкой ваты составляет примерно 50 килограммов, Юпитера – 1330 килограммов, а Земли – 5515 килограммов на кубический метр. Таким образом, Юпитер примерно в 30 раз плотнее этих газовых гигантов. Результаты научной работы были опубликованы в журнале Monthly Notifications of the Royal Astronomical Society.

Астрономы полагают, что эти планеты — близнецы, образовавшиеся из единого диска газа и пыли вокруг молодой звезды. Сейчас они находятся в редком гравитационном резонансе 5:3. Это значит, что пока внутренняя планета совершает пять оборотов вокруг звезды, внешняя успевает сделать ровно три.

Благодаря такой конфигурации планеты постоянно притягиваются друг к другу, что несколько меняет точное время их прохождения перед диском звезды. Поскольку известно, что только четыре другие звездные системы имеют несколько суперпуфов, TOI-791 предоставляет уникальную возможность изучить эволюцию таких объектов.

Первые признаки существования этих планет заметили астрономы-любители, участвующие в волонтерском проекте Planet Hunters TESS. Они проанализировали данные космического телескопа НАСА TESS и зафиксировали падение яркости звезды, когда перед ней проходили планеты. Чтобы подтвердить открытие и вычислить массу планет, ученые объединили наблюдения наземных телескопов.

Обсерватория АСТЭП в Антарктиде сыграла ключевую роль в исследованиях. Длинные полярные ночи и месяцы непрерывной темноты позволили телескопу полностью отследить аномально длительные транзиты планет, каждый из которых длился более 11 часов. Профессиональные астрономы называют это самой продолжительной непрерывной записью транзита с Земли.

Сейчас ученые пытаются объяснить природу появления суперпуфов. Основная теория заключается в том, что эти гиганты имеют колоссальную атмосферу из водорода и гелия, которые составляют большую часть их массы. Столь плотные газовые оболочки планеты, вероятно, накопили на заре своего формирования, когда они располагались значительно дальше от своей звезды – в холодных регионах, где твердые скалистые ядра могли быстро притягивать к себе окружающий газ. В будущем авторы исследования планируют подключить к наблюдениям космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы проверить состав этих «пушистых» атмосфер на наличие углерода, азота и кислорода.