Телескоп TESS нашёл две гигантские «планеты-облака» с необычной плотностью

Экзопланеты TOI-791 b и TOI-791 c оказались настолько разреженными, что их масса составляет лишь 3% и 5,9% массы Юпитера при схожих размерах

Данные космического телескопа NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite — спутник для поиска экзопланет методом транзитов) привели к открытию двух крайне необычных экзопланет, получивших названия TOI-791 b и TOI-791 c. Эти планеты принадлежат к редкому классу «супер-пухлых» планет — газовых гигантов с аномально низкой плотностью, аналогичной плотности сахарной ваты.

Обе планеты вращаются вокруг звезды TOI-791, которая напоминает Солнце и расположена примерно в 1 113 световых годах от Земли. Первичное открытие было выполнено с использованием метода транзитов: TESS фиксирует регулярные уменьшения яркости звезды, когда планета проходит перед её диском. Последующий анализ данных подтвердил наличие двух крупных объектов с необычными физическими свойствами.

TOI-791 b по размерам сопоставима с Юпитером, однако её масса составляет всего около 3% массы крупнейшей планеты в Солнечной системе. TOI-791 c ещё больше Юпитера по диаметру, но её масса достигает лишь 5,9% юпитерианской. Такая комбинация размеров и массы подразумевает экстремально низкую среднюю плотность, что делает эти объекты одними из самых «разрежённых» планет, известных современной астрономии.

По словам Джона Дженкинса, научного руководителя центра обработки данных миссии TESS в Исследовательском центре NASA имени Эймса, такие объекты стали неожиданностью для теоретических моделей формирования планет. Их существование ставит перед учеными задачу объяснения механизмов, которые позволяют газовым гигантам удерживать обширные атмосферы при столь низкой массе.

Орбиты обеих планет также выделяются на фоне большинства известных экзопланет. TOI-791 b завершает полный оборот вокруг звезды за 139 дней, в то время как TOI-791 c — за 232 дня. Такие длинные периоды обращения встречаются значительно реже, поскольку их сложнее фиксировать наблюдениями, требующими длительного непрерывного мониторинга.

Особенность системы заключается в гравитационном взаимодействии планет. TOI-791 b и TOI-791 c находятся в динамической связи и оказывают заметное влияние на орбитальное движение друг друга. Это проявляется в изменении времени транзитов — небольших отклонениях в моменте прохождения планеты перед звездой. Именно благодаря этим вариациям учёные смогли уточнить массы объектов и подтвердить их крайне низкую плотность.

Редкость системы подчеркивается тем, что сразу две «супер-пухлые» планеты обнаружены вокруг одной звезды. По словам Джорджа Дрансфилда из Оксфордского университета, такие системы являются ценными лабораториями для изучения эволюции планетарных систем и механизмов миграции газовых гигантов.

Исследователи предполагают, что дальнейшее изучение атмосфер TOI-791 b и TOI-791 c может пролить свет на химический состав и физическую структуру подобных объектов. Также представляют интерес вопросы их формирования, возможного перемещения по системе и влияния гравитационных взаимодействий на их текущие орбиты.

Обнаружение таких экстремально разрежённых планет демонстрирует, что механизмы формирования газовых гигантов могут быть значительно разнообразнее, чем предполагают современные модели. Системы, подобные TOI-791, заставляют пересматривать границы устойчивости планетарных атмосфер и уточнять теории эволюции экзопланетных систем.