Международная группа астрономов обнаружила две экзопланеты-гиганта с рекордно низкой плотностью, которая уступает даже плотности сахарной ваты. Это один из немногих известных случаев, когда в одной системе находятся сразу две подобные «супер-рыхлые» планеты. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Планеты TOI-791 b и TOI-791 c вращаются вокруг карликовой звезды в 1110 световых годах от Земли в созвездии Летучей Рыбы. Каждая из них по размерам сопоставима с Юпитером, но при этом обладает аномально малой массой. Плотность TOI-791 b составляет всего 0,038 г/см³, а TOI-791 c – 0,047 г/см³. Для сравнения, плотность Юпитера – 1,33 г/см³, а Земли – 5,5 г/см³. Таким образом, новооткрытые миры примерно в 30 раз менее плотные, чем газовый гигант Солнечной системы.
Учёные полагают, что обе планеты сформировались из одного газопылевого диска и связаны гравитационно. Они находятся в редком орбитальном резонансе 5:3: пока внутренняя планета совершает пять оборотов вокруг звезды, внешняя успевает сделать почти ровно три. Подобное взаимодействие позволяет точно измерять их массы по взаимным гравитационным возмущениям. На сегодняшний день известны лишь четыре системы с несколькими «супер-рыхлыми» планетами, поэтому TOI-791 представляет исключительный интерес для изучения их происхождения.
Первые признаки существования планет обнаружили астрономы-любители в рамках гражданского научного проекта Planet Hunters TESS. Профессиональные исследователи подтвердили открытие, объединив данные с телескопов по всему миру. Ключевую роль в наблюдениях сыграла антарктическая обсерватория ASTEP на станции «Конкордия». Длинная полярная ночь позволила непрерывно следить за транзитами планет – прохождениями на фоне диска звезды, которые в данном случае длились более 11 часов. Это самые долгие непрерывные транзиты, которые когда-либо полностью наблюдали с Земли.
Согласно основной гипотезе, низкая плотность этих планет объясняется огромными и разреженными атмосферами из водорода и гелия. Вероятно, они образовались на большом удалении от своей звезды, где холодные условия способствовали быстрому накоплению газа вокруг твёрдого ядра. В дальнейшем астрономы планируют изучить состав атмосфер TOI-791 b и TOI-791 c с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», чтобы проверить эту теорию.
