NASA's TESS opdager de 'luftigste' planeter nogensinde: Bomuldsbolde-verdenerne TOI-791 b og c

NASA's TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) mission har identificeret to af de lavest massefylde kæmpeplaneter, der nogensinde er opdaget — 'super-puff'-verdener, der er så lette, at deres massefylde kan sammenlignes med bomuldsbolde . De fagfællebedømte resultater, offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, beskriver disse planeter som de 'luftigeste' verdener, der nogensinde er fundet .

De to super-puff exoplaneter: TOI-791 b og TOI-791 c

Begge planeter kredser om F7-type dværgstjernen TOI-791, som befinder sig omkring 1.110 lysår fra Jorden i det sydlige stjernebillede Flyvefisken .

Vigtigste egenskaber

De to planeter — TOI-791 b (den inderste) og TOI-791 c (den yderste) — er omtrent på størrelse med Jupiter, men har ekstremt lav masse . Hovedforfatter Dr. George Dransfield fra University of Oxford beskrev deres massefylde som sammenlignelig med 'en god klat barberskum, frisk fra dåsen' .

Parameter	TOI-791 b (inderst)	TOI-791 c (yderst)
Størrelse	Omtrent på størrelse med Jupiter	Omtrent på størrelse med Jupiter
Massefylde	0,038 g/cm³	0,047 g/cm³
Masse	Ekstremt lav, en lille brøkdel af Jupiters	Ekstremt lav, en lille brøkdel af Jupiters
Massefylde vs. Jupiter	~35 gange mindre end Jupiter	~28 gange mindre end Jupiter
Kredsløbsforhold	~5 kredsløb for hver 3 af partneren	~3 kredsløb for hver 5 af partneren

Til sammenligning har bomuldsbolde en massefylde på omkring 0,05 g/cm³, hvilket gør disse planeter endnu lettere end den søde godbid .

Sjælden 5:3-gennemsnitsbevægelsesresonans

De to planeter er låst i en sjælden 5:3-gennemsnitsbevægelsesresonans — for hver fem kredsløb, som TOI-791 b (den inderste planet) gennemfører, gennemfører TOI-791 c (den yderste planet) næsten præcis tre kredsløb . Denne gravitationelle interaktion producerer målbare skift i timingen af deres transitter, hvilket gjorde det muligt for forskerholdet at estimere deres masser .

Opdagelse og bekræftelse

Borgerforskningens oprindelse: Begge planeter blev først identificeret som kandidatplaneter i henholdsvis 2019 og 2023 af frivillige, der deltog i Planet Hunters TESS-borgerforskningsprojektet, som engagerer offentligheden i at søge efter mulige nye verdener i NASA's TESS-data .

Bekræftelse fra jorden: Holdet kombinerede transitobservationer fra flere teleskoper rundt om i verden for at måle størrelser og masser . Dette inkluderede ASTEP-teleskopet (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets) på Concordia Station i Antarktis . Den antarktiske vinter gav flere måneders uafbrudt mørke, hvilket gjorde det muligt for astronomer at fange planeternes usædvanligt lange transitter — hver varede over 11 timer — i en enkelt uafbrudt observation. Disse er de længste kontinuerlige planettransitter, der er rapporteret som fuldt observeret fra jorden .

Fremtidige JWST-observationer

Forskerne forventer, at opfølgende observationer med James Webb-rumteleskopet vil afsløre disse planeters kemiske sammensætning . Dransfield bemærkede, at planeterne sandsynligvis hovedsageligt består af brint og helium, men at JWST vil være nødvendig for at bekræfte deres atmosfæriske sammensætning .