Co jest rzadszego niż odkrycie „superpuffowej” planety o gęstości znacznie (znacznie) niższej niż gęstość gazowych gigantów Układu Słonecznego? Odkrycie dwóch krążących wokół tej samej gwiazdy.
Dokładnie to zrobili astronomowie, znajdując dwie planety pozasłoneczne egzoplanetyktóre są superpuchniętym rodzeństwem krążącym wokół tej samej gwiazdy. Obie planety, oznaczone TOI-791 b i TOI-791 c, mają gęstość mniejszą niż gęstość waty cukrowej, co czyni je najlżejsze egzoplanety kiedykolwiek widziałem.
„Znanych jest tylko kilka takich superpuchniętych planet, a jeszcze rzadziej można znaleźć dwie w tym samym układzie” – powiedział w oświadczeniu lider zespołu George Dransfield z Uniwersytetu Oksfordzkiego. „Ich niezwykle niskie gęstości czynią je fascynującymi celami do zrozumienia, w jaki sposób powstają i ewoluują układy planetarne”.
Obie planety krążą wokół a gwiazda karłowata o nazwie TOI-791, która znajduje się około 1110 lat świetlnych od Ziemi. Obie planety są mniej więcej takie same rozmiar jak Jowiszale najbardziej masywna planeta Układu Słonecznego ma gęstość 28 razy większą niż TOI-791 c i 35 razy większą niż TOI-791 b.
Jednak niska gęstość tych egzoplanet nie jest ich jedyną niezwykłą cechą. Super-puffowe rodzeństwo jest również zamknięte w rzadkim tańcu, w którym planeta wewnętrzna wykonuje pięć orbit, podczas gdy planeta zewnętrzna wykonuje trzy orbity. Nazywa się to rezonansem ruchu średniego 5:3.
Gdy TOI-791 b i TOI-791 c uzupełniają to orbitalne tango, przyciągają się grawitacyjnie, powodując zmiany w tranzytach swojej gwiazdy macierzystej, przy czym tranzyty reprezentują momenty, w których te planety przecinają twarz gwiazdy z naszego punktu obserwacyjnego. Te tranzyty są jednymi z najdłuższych, jakie kiedykolwiek widziano, trwają 11 godzin na planetę i były integralną częścią odkrywania światów.
Jeśli mnie pokonasz….
TOI-791 b i TOI-791 c zostały po raz pierwszy zidentyfikowane jako planety kandydujące odpowiednio w 2019 i 2023 r., kiedy grupa naukowców-obywateli Planet Hunters oceniła dane ze statku kosmicznego NASA polującego na egzoplanety TESS (Satelita do badania tranzytowych egzoplanet).
TESS poluje na planety, wykorzystując tranzyty swoich gwiazd macierzystych z pozycji wokół Ziemi. Te tranzyty planet powodują niewielki spadek światła gwiazdy, który TESS może wykryć.
Dransfield i jego współpracownicy zmierzyli następnie rozmiar i gęstość tych planet, korzystając z danych z teleskopów na całym świecie, w tym m.in SZYBKO (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets) na stacji Concordia na Antarktydzie, aby odkryć, że planety są rzadkimi superpuchłymi gazowymi olbrzymami.
Odkrycie może pomóc w rozwiązaniu zagadki powstawania superpuffowych planet. Przeważająca teoria sugeruje, że planety superpuchowe powstają w odległych, zimnych obszarach dysków gazu i pyłu otaczających swoje gwiazdy macierzyste. Umożliwia to gromadzenie się gazu wokół małych stałych jąder, co prowadzi do powstawania superpęków, w których gromadzą się rozległe atmosfery wodoru i helu.
Dalsze badania TOI-791b i TOI-791c mogą pomóc w rozróżnieniu pomiędzy tą trasą formowania a innymi mechanizmami narodzin super-puffów.
„Ten system oferuje wyjątkowe laboratorium pozwalające zrozumieć, w jaki sposób powstają i ewoluują planety superpuchowe” – stwierdził w oświadczeniu członek zespołu Amaury Triaud z Uniwersytetu w Birmingham. „Proponujemy przeprowadzenie obserwacji kosmicznych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, aby ocenić, czy puszysta atmosfera zawiera związki zawierające węgiel, azot i tlen, co pozwoliłoby uzyskać nowy wgląd w proces powstawania tych niezwykłych planet”.
Wyniki badań zespołu opublikowano w czwartek (25 czerwca) w czasopiśmie Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
