Найдены две планеты-«суперпуфа»: их плотность ниже, чем у сахарной ваты

Астрономы подтвердили открытие двух гигантских экзопланет редкого класса «суперпуф» — суперразреженных планет. Эти небесные тела имеют размеры Юпитера, но их плотность ниже, чем у сахарной ваты. Ученые надеются, что изучение огромных и легких атмосфер этих планет поможет понять, как в Галактике формируются подобные необычные миры.

Планеты, получившие обозначения TOI-791 b и TOI-791 c, вращаются вокруг желто-белого карлика класса F7 в созвездии Летучая Рыба, на расстоянии около 1110 световых лет от Земли. Плотность первой составляет 38 килограммов на кубический метр, второй — 47. Для сравнения: у сахарной ваты этот показатель равен примерно 50 килограммам, у Юпитера — 1330, а у Земли — 5515 килограммов на кубический метр.

Уникальная система с резонансом 5:3

Астрономы считают эти планеты близнецами, сформировавшимися из одного газопылевого диска вокруг молодой звезды. Сейчас они находятся в редком гравитационном резонансе 5:3: пока внутренняя планета совершает пять оборотов вокруг светила, внешняя успевает сделать ровно три. Из-за такой конфигурации планеты постоянно притягивают друг друга, что немного меняет точное время их прохождения перед диском звезды.

На сегодня науке известны всего четыре другие звездные системы с несколькими суперпуфами. Система TOI-791 предоставляет уникальную возможность для изучения эволюции таких объектов. Первыми признаки существования этих планет заметили астрономы-любители в рамках волонтерского проекта Planet Hunters TESS. Они анализировали данные космического телескопа NASA TESS и зафиксировали падение яркости звезды во время транзитов планет.

Долгие транзиты и антарктическая обсерватория

Ключевую роль в исследовании сыграла обсерватория ASTEP в Антарктиде. Долгие полярные ночи и месяцы непрерывной темноты позволили телескопу полностью отследить аномально долгие транзиты планет, каждый из которых длился более 11 часов. Профессиональные астрономы называют это самой продолжительной непрерывной регистрацией транзита с Земли.

Сейчас ученые пытаются объяснить природу возникновения суперпуфов. Согласно основной теории, эти гиганты обладают колоссальными атмосферами из водорода и гелия, которые составляют большую часть их массы. Вероятно, такие плотные газовые оболочки планеты накопили на заре своего формирования, когда располагались гораздо дальше от своей звезды — в холодных регионах, где твердые каменистые ядра могли быстро притягивать окружающий газ.

В будущем авторы исследования планируют подключить к наблюдениям космический телескоп «Джеймс Уэбб», чтобы проверить состав этих «пушистых» атмосфер на наличие углерода, азота и кислорода. Это позволит сделать еще один шаг к пониманию того, как во Вселенной формируются столь необычные миры.