Найпухнастіші планети у Всесвіті: TESS знайшов світи, легші за цукрову вату

Місія TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) від NASA виявила дві найменш щільні планети-гіганти з усіх відомих — «супер-пухкі» світи, настільки легкі, що їхня густина порівнянна з цукровою ватою . Рецензовані результати, опубліковані в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, називають ці планети «найпухнастішими» світами з будь-коли знайдених .

Дві супер-пухкі екзопланети: TOI-791 b та TOI-791 c

Обидві планети обертаються навколо зорі спектрального класу F7 (жовто-білий карлик) під назвою TOI-791, розташованої приблизно за 1110 світлових років від Землі в південному сузір'ї Летюча Риба .

Ключові характеристики

Планети — TOI-791 b (внутрішня) та TOI-791 c (зовнішня) — приблизно розміром із Юпітер, але мають надзвичайно малу масу . Керівниця дослідження д-р Джордж Дренсфілд з Оксфордського університету порівняла їхню густину з «гарною кулькою піни для гоління, щойно з балончика» .

Параметр	TOI-791 b (внутрішня)	TOI-791 c (зовнішня)
Розмір	Приблизно як Юпітер	Приблизно як Юпітер
Густина	0,038 г/см³	0,047 г/см³
Маса	Надзвичайно мала, крихітна частка маси Юпітера	Надзвичайно мала, крихітна частка маси Юпітера
Густина порівняно з Юпітером	~35 разів менша	~28 разів менша
Орбітальне співвідношення	~5 обертів на кожні 3 оберти партнера	~3 оберти на кожні 5 обертів партнера

Для порівняння: густина цукрової вати становить близько 0,05 г/см³, тож ці планети ще легші за цей солодкий делікатес .

Рідкісний резонанс 5:3

Дві планети перебувають у рідкісному резонансі середніх рухів 5:3 — кожні п'ять обертів TOI-791 b (внутрішньої планети) TOI-791 c (зовнішня планета) робить майже точно три оберти . Ця гравітаційна взаємодія спричиняє вимірювані зміни в часі їхніх транзитів, що дозволило дослідницькій групі оцінити їхні маси .

Відкриття та підтвердження

Громадянська наука: Обидві планети спочатку ідентифікували як кандидатів у 2019 та 2023 роках волонтери проєкту Planet Hunters TESS, який залучає громадськість до пошуку нових світів у даних TESS .

Наземне підтвердження: Команда об'єднала спостереження транзитів з кількох телескопів по всьому світу, щоб виміряти розміри та маси . Серед них був телескоп ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets) на станції Конкордія в Антарктиді . Антарктична зима забезпечила місяці безперервної темряви, що дозволило астрономам зафіксувати надзвичайно довгі транзити планет — кожен тривав понад 11 годин — в одному безперервному спостереженні. Це найдовші безперервні транзити планет, які коли-небудь були повністю зафіксовані з Землі .

Майбутні спостереження JWST

Дослідники очікують, що подальші спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) розкриють хімічний склад цих планет . Дренсфілд зазначила, що планети, ймовірно, складаються переважно з водню та гелію, але для підтвердження складу їхніх атмосфер знадобиться JWST .