Астрономия

Ученые подтвердили открытие двух гигантских экзопланет редкого класса «суперпуф» — суперразреженных планет. Эти небесные тела имеют размеры Юпитера, но обладают плотностью ниже, чем даже сахарная вата. Изучение огромных и легких атмосфер этих планет поможет понять, как в Галактике появляются подобные необычные миры.

Международная группа астрономов провела исследование под руководством Оксфордского университета (Великобритания).Планеты, которые получили 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 планеты составляет всего 38 килограммов на кубический метр, а второй — 47 килограммов на кубический метр. Для сравнения: плотность сахарной ваты равна примерно 50 килограммам, Юпитера — 1330 килограммам, а Земли — 5515 килограммам на кубический метр. Таким образом, Юпитер плотнее этих газовых гигантов примерно в 30 раз. Результаты научной работы опубликовал журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Астрономы считают эти планеты близнецами, которые сформировались вместе из одного газопылевого диска вокруг молодой звезды. Сейчас они находятся в редком гравитационном резонансе 5:3. Значит, 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, поэтому система TOI-791 предоставляет уникальную возможность для изучения эволюции таких объектов.

Первыми признаки существования этих планет заметили астрономы-любители, которые участвуют в волонтерском проекте Planet Hunters TESS. Они анализировали данные космического телескопа NASA TESS и зафиксировали падение яркости звезды, когда планеты проходили перед ней. Чтобы подтвердить открытие и рассчитать массу планет, ученые объединили наблюдения с наземных телескопов.

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.