Гигантские планеты легче сахарной ваты открыли у далекой звезды
Астрономы обнаружили две редкие планеты-«суперпухляши» у звезды TOI-791. По размеру они близки к Юпитеру, но их плотность ниже, чем у сахарной ваты.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 26 июня /Новости науки/. Международная группа астрономов открыла две необычные гигантские планеты, которые оказались одними из самых «рыхлых» среди всех известных экзопланет. Они получили названия TOI-791 b и TOI-791 c и обращаются вокруг звезды TOI-791, расположенной примерно в 1,1 тыс. световых лет от Земли в созвездии Летучей Рыбы.
Статью об открытии авторы опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Обе планеты по размерам примерно сопоставимы с Юпитером, однако весят значительно меньше. Из-за этого их средняя плотность оказалась крайне низкой: около 0,038 и 0,047 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения, плотность Юпитера составляет около 1,33 грамма на кубический сантиметр, а плотность Земли — около 5,5 грамма на кубический сантиметр. Ученые отмечают, что новые планеты легче даже сахарной ваты, плотность которой обычно составляет около 0,05 грамма на кубический сантиметр.
Такие объекты называют планетами-«суперпухляшами» — от английского super-puff. Астрономы знают лишь небольшое число подобных миров, а системы, где сразу несколько таких планет вращаются вокруг одной звезды, встречаются особенно редко. Сейчас известно только четыре подобных случая, поэтому TOI-791 стала важной «лабораторией» для изучения происхождения таких необычных планет.
TOI-791 b и TOI-791 c, вероятно, сформировались из одного и того же газопылевого диска вокруг молодой звезды. Кроме того, они находятся в редком орбитальном соотношении: пока внутренняя планета делает пять оборотов вокруг звезды, внешняя успевает совершить почти три. Из-за этого планеты регулярно притягивают друг друга, слегка меняя время прохождения перед диском звезды.
Именно эти изменения помогли ученым оценить массы планет. Когда планета проходит перед своей звездой, она немного ослабляет ее свет — по этому падению яркости можно определить размер планеты. А по небольшим отклонениям во времени таких прохождений астрономы вычисляют, как планеты гравитационно воздействуют друг на друга, и получают оценку их массы.
Открытие стало результатом восьмилетних наблюдений. В работе использовались данные космического телескопа NASA TESS, проекта гражданской науки Planet Hunters TESS, а также наземных телескопов, включая антарктический телескоп ASTEP на станции Конкордия. Долгая полярная ночь позволила наблюдать очень продолжительные прохождения планет перед звездой без перерыва. Каждое из них длилось более 11 часов — это самые длинные непрерывные транзиты экзопланет, полностью прослеженные с поверхности Земли.
Ученые пока не знают точно, как возникают такие «раздутые» планеты. Одна из основных гипотез предполагает, что у них есть огромные оболочки из водорода и гелия, составляющие значительную часть всей массы. Такие оболочки могли сформироваться далеко от звезды, в холодной области протопланетного диска, где газ легче накапливался вокруг твердого ядра.
Авторы исследования планируют продолжить наблюдения, в том числе с помощью космического телескопа James Webb. Они надеются выяснить, есть ли в атмосферах этих планет соединения углерода, азота и кислорода. Это поможет понять, где и как сформировались одни из самых легких гигантских планет, известных современной астрономии.
Статью об открытии авторы опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Обе планеты по размерам примерно сопоставимы с Юпитером, однако весят значительно меньше. Из-за этого их средняя плотность оказалась крайне низкой: около 0,038 и 0,047 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения, плотность Юпитера составляет около 1,33 грамма на кубический сантиметр, а плотность Земли — около 5,5 грамма на кубический сантиметр. Ученые отмечают, что новые планеты легче даже сахарной ваты, плотность которой обычно составляет около 0,05 грамма на кубический сантиметр.
Такие объекты называют планетами-«суперпухляшами» — от английского super-puff. Астрономы знают лишь небольшое число подобных миров, а системы, где сразу несколько таких планет вращаются вокруг одной звезды, встречаются особенно редко. Сейчас известно только четыре подобных случая, поэтому TOI-791 стала важной «лабораторией» для изучения происхождения таких необычных планет.
TOI-791 b и TOI-791 c, вероятно, сформировались из одного и того же газопылевого диска вокруг молодой звезды. Кроме того, они находятся в редком орбитальном соотношении: пока внутренняя планета делает пять оборотов вокруг звезды, внешняя успевает совершить почти три. Из-за этого планеты регулярно притягивают друг друга, слегка меняя время прохождения перед диском звезды.
Именно эти изменения помогли ученым оценить массы планет. Когда планета проходит перед своей звездой, она немного ослабляет ее свет — по этому падению яркости можно определить размер планеты. А по небольшим отклонениям во времени таких прохождений астрономы вычисляют, как планеты гравитационно воздействуют друг на друга, и получают оценку их массы.
Открытие стало результатом восьмилетних наблюдений. В работе использовались данные космического телескопа NASA TESS, проекта гражданской науки Planet Hunters TESS, а также наземных телескопов, включая антарктический телескоп ASTEP на станции Конкордия. Долгая полярная ночь позволила наблюдать очень продолжительные прохождения планет перед звездой без перерыва. Каждое из них длилось более 11 часов — это самые длинные непрерывные транзиты экзопланет, полностью прослеженные с поверхности Земли.
Ученые пока не знают точно, как возникают такие «раздутые» планеты. Одна из основных гипотез предполагает, что у них есть огромные оболочки из водорода и гелия, составляющие значительную часть всей массы. Такие оболочки могли сформироваться далеко от звезды, в холодной области протопланетного диска, где газ легче накапливался вокруг твердого ядра.
Авторы исследования планируют продолжить наблюдения, в том числе с помощью космического телескопа James Webb. Они надеются выяснить, есть ли в атмосферах этих планет соединения углерода, азота и кислорода. Это поможет понять, где и как сформировались одни из самых легких гигантских планет, известных современной астрономии.
