Недавно международная группа астрономов опубликовала поразительный результат последнего исследования в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, объявив об открытии двух «суперпушистых» планет-гигантов с чрезвычайно низкой плотностью в южном созвездии «Летучие рыбы» на расстоянии около 1110 световых лет от Земли. Эти две планеты даже легче зефира, что дает ученым редкую возможность по-новому взглянуть на происхождение и эволюцию странных планет.
Две недавно открытые экзопланеты, названные TOI-791 b и TOI-791 c, вращаются вокруг карликовой звезды типа F7. Хотя их объемы примерно такие же, как у Юпитера, их массы намного меньше, чем у небесных тел того же размера, поэтому они демонстрируют чрезвычайно редкие характеристики сверхнизкой плотности. В частности, TOI-791 b имеет плотность всего 0,038 грамма на кубический сантиметр, а TOI-791 c имеет плотность 0,047 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения, средняя плотность Юпитера составляет 1,33 грамма на кубический сантиметр, что примерно в 28–35 раз выше, чем у двух новых планет. Плотность зефира обычно составляет около 0,05 грамма на кубический сантиметр, а это означает, что две планеты легче зефира и далеки от плотной структуры Земли, составляющей 5,5 грамма на кубический сантиметр.
Исследования показывают, что две планеты родились из одного и того же диска газа и пыли, окружающего их молодую родительскую звезду, и являются поистине «родственными планетами». Между ними также существует редкое среднее резонансное соотношение движения 5:3, то есть на каждые 5 оборотов внутренней планеты вокруг звезды внешняя планета совершает почти ровно 3 оборота. Во время операции гравитационные силы обеих звезд будут периодически взаимодействовать, что приведет к небольшим, но обнаруживаемым изменениям во времени прохождения и изменениям видимой величины звезды. В настоящее время известны только четыре системы с множеством суперпухлых планет. Уникальность этой системы делает ее ценной лабораторией для понимания развития и эволюции таких странных объектов.
Стоит отметить, что эти две планеты первоначально были идентифицированы гражданскими учеными в рамках программы «Охотник за планетами TESS» в 2019 и 2023 годах соответственно с помощью данных проекта НАСА по исследованию транзитного экзопланетного спутника. Чтобы определить его точный размер и массу, исследовательская группа под руководством Джорджа Дрансфилда, ученого с кафедры физики Оксфордского университета, объединилась с рядом международных научно-исследовательских институтов, таких как Университет Лазурного берега и Университет Бирмингема, чтобы провести восьмилетние наблюдения с помощью телескопов во многих местах по всему миру.
Французско-итальянский наземный телескоп по поиску антарктических экзопланет на станции Конкордия в Антарктиде сыграл ключевую роль в этом наблюдении, которое продолжалось несколько лет. Опираясь на непрерывную полярную ночь, которая длится несколько месяцев антарктической зимой, телескоп успешно зафиксировал одно сверхдлительное событие планетарного транзита, продолжающееся более 11 часов. Это наиболее полная запись непрерывного транзита, наблюдавшаяся на Земле на данный момент. Сочетание данных из нескольких источников наконец установило необычную диффузную структуру двух планет.
В настоящее время в научном сообществе нет единого мнения о том, как формируются такие суперпушистые планеты. Основная гипотеза состоит в том, что эти планеты могут быть окружены гигантскими атмосферами, богатыми водородом и гелием. Эти огромные газовые оболочки составляют значительную часть их общей массы и значительно увеличивают их видимые размеры. Они могли образоваться в холодных областях протопланетного диска вдали от звезды, быстро аккрецируя газ вокруг твердого ядра в низкотемпературной среде. Далее исследовательская группа планирует использовать космический телескоп Джеймса Уэбба для проведения дальнейших космических наблюдений за системой, а также провести углубленный анализ того, содержит ли ее огромная атмосфера углерод, азот, кислород и другие вещества, чтобы точнее раскрыть тайны ее формирования и эволюции.