Наричат ги суперпух, от 6300 каталогизирани само около 40 са от този тип, а откриването на две в една и съща система е изключителна рядкост
Астрономи са открили двойка планети гиганти с размерите на Юпитер, но с толкова ниска плътност, че са леки като захарен памук. Наречени TOI-791 b и TOI-791 с, те обикалят звезда джудже, отдалечена от Земята на около 1110 светлинни години в южното съзвездие Летяща риба.
TOI-791 b има плътност от едва 0,0038 грама на кубичен сантиметър, докато TOI-791 с е с плътност от 0,0048 грама на кубичен сантиметър. Сравнението със захарния памук се набива на очи, защото той има плътност от около 0,05 грама на кубичен сантиметър, която е по-голяма от тази на двете новооткрити планети. Юпитер – планетата гигант на нашата Слънчева система, е с 35 пъти по-голяма плътност.
Информацията за откритието, направено под ръководството на екип от Университета в Оксфорд, със сътрудничеството на Университета в Бирмингам и Университета на Лазурния бряг, е публикувано в края на юни в Месечни известия на британското кралско астрономическо дружество.
Подобни планети са наричани суперпух и това не е просто цветист език, а астрономическа класификация за специфичен тип екзопланети, които са необичайно големи по размери в сравнение с масата си. Става въпрос за газови гиганти, които по някакъв начин са се раздули до огромни размери, без да натрупват маса, така че са с много по-ниска плътност от всички известни космически тела в собствената ни Слънчева система. От повече от 6300 потвърдени екзопланети в каталога на НАСА само около 40 може да бъдат определени като суперпухкави.
“Тези две планети имат плътност, сравнима с капка пяна за бръснене - прави друго колоритно сравнение водещата авторка Джордж Дрансфийлд от Университета в Оксфорд. - Това ги прави завладяваща цел за изучаването на начините, по които планетарните системи се формират и еволюират.”
Да се открие една такава планета, е рядкост. Да се открият две в една и съща система, си е направо изключение. Ето още малко данни за необичайната двойка вселенски гиганти. TOI-791 b е почти с размерите на Юпитер, но само с 3% от масата му, а TOI-791 с е дори по-голяма, но съдържа само 5,9% от юпитерската маса.
Сравнението със захарния памук не означава, че планетите са меки и сладки, а само че веществата, от които са съставени, са се разпрострели в толкова голям обем, че средната плътност е почти нулева.
TOI-791 b и TOI-791 с са били маркирани като кандидат-планети с разлика от около четири години от доброволци, претърсващи бази данни, събрани от спътника на НАСА за изследване на транзитиращи екзопланети (TESS) като част от програмата за гражданска наука “Ловци на планети”. Откритието не идва мигновено и професионалните астрономи от цял свят се трудят 8 години в сътрудничество, за да потвърдят наблюденията на аматьорите. Мисията TESS първо засича планетата като наблюдение за повтарящи се спадове в яркостта ѝ, издайнически знак, че тя преминава пред звездата си. Но потвърждаването на масите на планетите е по-сложната част от уравнението и изисква сериозни познания по физика.
Едно от най-големите постижения идва благодарение на телескопа ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets), разположен на края на света. Антарктическата зима предоставя уникална възможност: месеците на пълна тъмнина позволяват на астрономите да уловят изключително дългия транзит на планетите, всеки продължаващ повече от 11 часа. Това е най-дългото подобно наблюдение на планетарен транзит без прекъсване от Земята.
Освен с плътността си двете планети се открояват и с друго – че орбиталните им периоди са твърде дълги за екзопланети. TOI-791 b обикаля около звездата си за 139 дни, докато TOI-791 с прави това за 232 дни. Такива планети с дълга орбита са рядкост за откриване, те изискват много продължително наблюдение с телескоп, за да бъдат потвърдени особеностите им. За 7 години спътникът на НАСА за изследване на транзитиращи екзопланети (TESS) е извършвал наблюдение в продължение на 1122 дни, за да даде на изследователския екип това, от което той се е нуждаел.
Двата гиганта са свързани и с гравитационни взаимоотношения, което ги прави още по-необичайни. TOI-791 b и TOI-791 с са обединени от явление, което е известно като резонанс на средно движение 5:3 - рядко срещана конфигурация, която кара вътрешната планета да обикаля пет пъти за всеки три обиколки на външната планета. Докато изпълняват това орбитално танго, те си влияят взаимно чрез гравитационно привличане, което води до промени в техните транзити пред звездата им. Тази периодична гравитационна синхронност е същото явление, което създава видими шарки в пръстените на Сатурн и поддържа синхрон в движението на някои от луните на Юпитер, но наблюдаването му в система от свръхпухкави екзопланети добавя още един щрих на странност към и без това странното откритие.
Как е възможно толкова огромни космически обекти да са толкова леки, е въпрос, по който астрономите все още спорят. Една от водещите теории предполага, че суперпухкавите планети притежават гигантски атмосфери, богати на водород и хелий, които съставляват голяма част от общата им маса и че са се образували, докато са обикаляли далече от своята звезда вътре в по-студени региони на протопланетен диск (въртящ се диск от гъст газ и прах около новообразувана звезда). Студеният външен диск би позволил натрупването на газове, без да бъдат отнесени от звездната топлина. Но как точно планетите след това са мигрирали навътре и са запазили раздутите си атмосфери, остава неясно.
Дрансфийлд подозира, че тези пухкави светове вероятно са бели или сини, в зависимост от това дали небето им е облачно, а не са оцветени в нюансите на розов захарен памук. Смята се, че съставът им е предимно водород и хелий, макар че това трябва да се потвърди от следващи наблюдения.
Откритието на двата свръхлеки гиганта се възприема като начална точка, а не като заключение. Учените се надяват да научат повече за химическия състав на атмосферите на планетите, как въртенето им се отразява върху формата им и как наклонът на тяхната звезда домакин се съотнася с орбитите им. Екипът от Оксфорд вече е предложил по-нататъшни наблюдения с космическия телескоп “Джеймс Уеб”, за да се оцени дали атмосферите им съдържат въглерод, азот и кислород – данни, които биха могли да разкрият условията, при които тези невероятни светове са се зародили.
