Густіша за них лише цукрова вата: NASA знайшло найлегші екзопланети з усіх відомих

Два газових гіганти з густиною, нижчою за густину цукрової вати, — і обидва на одній орбіті. Таке відкриття в NASA назвали неймовірним: подібного поєднання не очікував жоден з існуючих сценаріїв еволюції планетарних систем. Проте саме це зафіксувала космічна обсерваторія TESS.

Екзопланети TOI-791 b і TOI-791 c обертаються навколо зірки TOI-791 — карлика спектрального класу F7, близького за типом до Сонця. Система розташована приблизно в 1110–1113 світлових роках від Землі в південному сузір’ї Літючої Риби. За розмірами обидві планети можна порівняти з Юпітером, однак їхня маса становить лише мізерну частку від його маси.

TOI-791 b практично дорівнює Юпітеру за діаметром, але містить лише близько 3% його маси — приблизно 9,5 маси Землі. TOI-791 c навіть більша за Юпітер, проте важить лише 5,9% від нього, або близько 18,7 земних мас. Середня густина планет виявилася рекордно низькою: 0,038 г/см³ у TOI-791 b і 0,047 г/см³ у TOI-791 c. Для порівняння — це в десятки разів менше за густину Юпітера і приблизно відповідає густині цукрової вати або хлопку. Серед понад 40 відомих надлегких екзопланет ці дві стали абсолютними рекордсменами.

Відкриття стало можливим завдяки транзитному методу: TESS сім років стежив за зірковою системою і накопичив 1122 дні спостережень. Прилад фіксував регулярні падіння яскравості TOI-791, коли планети проходили по диску зірки. TOI-791 b робить один оберт за 139 днів, TOI-791 c — за 232 дні. Такі тривалі орбітальні періоди вкрай складно підтвердити, адже потрібно спостерігати кілька транзитів. Суттєву допомогу надав антарктичний телескоп ASTEP на станції Конкордія: полярна ніч дозволила відстежувати безперервні транзити тривалістю понад 11 годин без денних перерв.

Маси планет вдалося уточнити завдяки їхньому взаємному гравітаційному впливу. Гравітаційні збурення між сусідами злегка зміщують моменти проходжень перед зіркою — аналіз цих відхилень дозволив підтвердити надмалу густину обох тіл. Учені припускають, що «пухнастість» планет може пояснюватися масивними воднево-гелієвими оболонками, набраними в холодних зонах протопланетного диска, — але ця гіпотеза потребує перевірки. Наступний крок у дослідженні системи обіцяє зробити космічний телескоп «Джеймс Вебб».