Odkryte globy nazwano TOI-791 b i TOI-791 c. Krążą wokół gwiazdy karłowatej typu F7, znajdującej się nieco ponad tysiąc lat świetlnych od Ziemi, w południowym gwiazdozbiorze Ryby Latającej. Ich wyjątkowość polega na tym, że choć mają rozmiary podobne jak Jowisz, to ich gęstość jest ekstremalnie niska. W przypadku TOI-791 b jest to tylko 0.038, a TOI-791 c ma niewiele więcej, bo 0.047 grama na centymetr sześcienny.
Dla porównania gęstość Jowisza wynosi natomiast 1.33 grama na centymetr sześcienny. Aby ułatwić zrozumienie skali wagi, badacze porównują planety do waty cukrowej.
Fascynujące obiekty badań
TOI-791 b i TOI-791 c prawdopodobnie powstały w tym samym czasie i z tego samego dysku gazowo-pyłowego. Znajdują się one w szczególnej relacji grawitacyjnej, znanej jako rezonans ruchu średniego 5:3 - na każde pięć orbit wykonanych przez planetę wewnętrzną, planeta zewnętrzna wykonuje niemal dokładnie trzy obiegi wokół gwiazdy. To sprawia, że w ciągu swojej wędrówki planety wielokrotnie przyciągają się nawzajem, powodując mierzalne przesunięcia momentów ich tranzytów na tle macierzystej gwiazdy.
- Znamy zaledwie garstkę takich superpuchatych planet, a znalezienie dwóch w tym samym układzie jest jeszcze rzadsze. Ich skrajnie małe gęstości czynią je fascynującymi obiektami do badań nad tym, jak układy planetarne powstają i ewoluują - powiedziała doktor George Dransfield z Uniwersytetu Oksfordzkiego, główna autorka pracy opublikowanej w piśmie "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".
Czytaj też: Upały. Mapy z przyszłości, która dzieje się teraz. "Nie doceniliśmy tempa tej zmiany"
Informacje o rozmiarach uzyskano dzięki analizowaniu tranzytów - czyli przechodzeniu planety na tle macierzystej gwiazdy, co wiąże się z przesłanianiem gwiezdnego światła. Masy określono natomiast na podstawie wzajemnych oddziaływań grawitacyjnych.
Badanie trwało osiem lat
Badacze informują, że oba nietypowe światy zostały po raz pierwszy zidentyfikowane jako kandydatki na planety odpowiednio w 2019 i 2023 roku przez wolontariuszy, uczestniczących w obywatelskim projekcie naukowym "Planet Hunters TESS".
Odkrycie wymagało obserwacji trwających aż osiem lat - podkreślają badacze. Do badań wykorzystano między innymi teleskop ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets) w stacji Concordia na Antarktydzie. Jak wyjaśniają astronomowie, antarktyczna zima zapewniła miesiące ciągłej ciemności, które pozwoliły na zarejestrowanie wyjątkowo długich tranzytów planet (każdy trwał ponad 11 godzin), w ramach jednej, nieprzerwanej obserwacji.
Wciąż jest wiele do odkrycia
Nadal nie do końca wiadomo, jak powstają planety o tak niskiej gęstości. Według jednej z teorii mają one ogromne, bogate w wodór i hel atmosfery, które stanowią znaczną część ich całkowitej masy. Naukowcy wyjaśniają, że planety mogły utworzyć się, gdy powstawały one daleko od swojej gwiazdy, gdzie gaz mógł się ochładzać i szybko gromadzić wokół stałego jądra. Potrzeba dalszych obserwacji, aby poznać więcej szczegółów.
- Proponujemy przeprowadzenie obserwacji z wykorzystaniem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, aby sprawdzić, czy obszerna atmosfera zawiera związki zawierające węgiel, azot i tlen. Mogłoby to dostarczyć nowych informacji o tym, jak powstały te niezwykłe planety - mówi współautor odkrycia, profesor Amaury Triaud z University of Birmingham.