Легче сахарной ваты: астрономы нашли две «супер-пушистые» планеты у одной звезды

Что может быть более редким, чем открытие «супер-пушистой» планеты с плотностью намного, намного ниже, чем у газовых гигантов Солнечной системы? Обнаружение сразу двух таких планет, обращающихся вокруг одной и той же звезды.

Именно это и удалось сделать астрономам: они нашли две экзопланеты — супер-пушистых близнеца, — кружащих у общего светила. Обе планеты, получившие обозначения TOI-791 b и TOI-791 c, обладают плотностью ниже, чем у сахарной ваты, что делает их самыми лёгкими из когда-либо наблюдавшихся экзопланет.

«Известно лишь несколько таких супер-пушистых планет, и найти две в одной системе — ещё большая редкость», — отметил в заявлении руководитель команды Джордж Дрансфилд из Оксфордского университета. «Их чрезвычайно низкая плотность делает их захватывающими объектами для понимания того, как формируются и эволюционируют планетные системы».

Обе планеты обращаются вокруг карликовой звезды TOI-791, расположенной примерно в 1110 световых годах от Земли. По размеру они примерно сравнимы с Юпитером, однако плотность самой массивной планеты Солнечной системы в 28 раз выше, чем у TOI-791 c, и в 35 раз выше, чем у TOI-791 b.

Редкий орбитальный танец

Низкая плотность этих экзопланет — не единственное их примечательное качество. Супер-пушистые братья заперты в редком танце: внутренняя планета успевает совершить пять полных оборотов вокруг звезды, пока внешняя делает три. Это явление известно как резонанс среднего движения 5:3.

Исполняя этот орбитальный танец, TOI-791 b и TOI-791 c гравитационно перетягивают друг друга, вызывая изменения в транзитах — моментах, когда планеты проходят по диску родительской звезды с нашей точки наблюдения. Эти транзиты — одни из самых долгих из когда-либо наблюдавшихся: каждый длится по 11 часов, — и сыграли ключевую роль в открытии миров.

Впервые TOI-791 b и TOI-791 c были идентифицированы как планеты-кандидаты в 2019 и 2023 годах соответственно, когда группа гражданских учёных Planet Hunters проанализировала данные, собранные космическим телескопом NASA TESS — «Транзитным спутником для обзора экзопланет». TESS ищет планеты по тем самым транзитам, которые они совершают перед своими звёздами с его позиции на околоземной орбите. Проход планеты вызывает крошечное падение яркости звезды, которое TESS способен зафиксировать.

Загадка формирования

Затем Дрансфилд и его коллеги измерили размер и плотность этих планет, используя данные телескопов со всего мира, включая телескоп ASTEP — «Антарктический поиск транзитных экзопланет» — на станции Конкордия в Антарктиде. Так и выяснилось, что планеты являются редкими супер-пушистыми газовыми гигантами.

Открытие способно помочь разгадать загадку формирования супер-пушистых планет. Господствующая теория предполагает, что такие планеты рождаются в далёких, холодных областях газопылевых дисков, окружающих родительские звёзды. Это позволяет газу скапливаться вокруг маленьких твёрдых ядер, в результате чего супер-пушистые миры собирают колоссальные водородно-гелиевые атмосферы.

Дальнейшее изучение TOI-791 b и TOI-791 c поможет выбрать между этим сценарием формирования и другими возможными механизмами рождения супер-пушистых гигантов.

«Эта система предлагает уникальную лабораторию для понимания того, как формируются и эволюционируют супер-пушистые планеты, — сказал член команды Амори Трио из Бирмингемского университета. — Мы предлагаем провести космические наблюдения с помощью телескопа "Джеймс Уэбб", чтобы оценить, содержит ли пушистая атмосфера углерод, азот и кислородсодержащие соединения, что даст новое понимание того, как сформировались эти необычные планеты».

Если «Джеймс Уэбб» действительно обнаружит в их оболочках тяжёлые элементы, это может означать, что супер-пушистые миры сформировались не в ледяной дали от звезды, а ближе к ней — что заставит пересмотреть существующие модели. В любом случае, две планеты легче сахарной ваты, кружащие в резонансе у далёкого карлика, уже стали одним из самых интригующих открытий года.

Источники:
Исследование, опубликованное в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (25 июня 2026 года); заявления Джорджа Дрансфилда (Оксфордский университет) и Амори Трио (Бирмингемский университет); данные миссии TESS (NASA); наблюдения телескопа ASTEP (Конкордия, Антарктида); анализ гражданской группы Planet Hunters.