|
Экзопланеты с плотностью сахарной ваты
|
|
|
|
Международная группа исследователей обнаружила две планеты-гиганта с самой низкой плотностью из когда-либо обнаруженных: редкие планеты-гиганты с плотностью ниже, чем у сахарной ваты. Исследование, проведенное Оксфордским университетом в сотрудничестве с Лазурным университетом и Бирмингемским университетом, опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
|
|
|
|
Две планеты, получившие названия TOI-791 b и TOI-791 c, вращаются вокруг карликовой звезды типа F7, расположенной на расстоянии около 1110 световых лет от Земли в южном созвездии Воланс. Хотя обе планеты примерно размером с Юпитер, они чрезвычайно диффузны: плотность TOI-791 b составляет всего 0,038 грамма на кубический сантиметр, а TOI-791 c — 0,047 грамма на кубический сантиметр.
|
|
|
|
Для сравнения, средняя плотность Юпитера составляет 1,33 грамма на кубический сантиметр, что примерно в 28–35 раз больше.
|
|
|
|
Их плотность даже ниже, чем у сахарной ваты, которая обычно имеет плотность около 0,05 грамма на кубический сантиметр. В отличие от этого, плотность Земли составляет 5,5 грамма на кубический сантиметр.
|
|
Редкая резонансная пара
|
|
|
|
Планеты являются «братьями и сестрами», предположительно образовавшимися вместе из одного и того же диска газа и пыли, окружающего их молодую звезду. Они также находятся в редком гравитационном взаимодействии, известном как резонанс среднего движения 5:3, что означает, что на каждые пять оборотов, совершенных внутренней планетой, внешняя планета совершает почти ровно три оборота.
|
|
|
|
|
|
|
Это гравитационное взаимодействие заставляет планеты многократно притягивать друг друга, вызывая измеримые сдвиги во времени их транзитов по звезде-хозяину.
|
|
|
|
Известны лишь четыре другие системы, содержащие несколько сверхраздутых планет. Это делает TOI-791 исключительно редкой лабораторией для изучения того, как формируются и эволюционируют эти планеты.
|
|
|
|
Ведущий автор, доктор Джордж Дрэнсфилд (она/её) (кафедра физики, Оксфордский университет, и ведущая программы BBC Sky at Night), сказала: «Известно лишь несколько таких сверхраздутых планет, и ещё реже встречаются две в одной системе. Их чрезвычайно низкая плотность делает их захватывающими объектами для понимания того, как формируются и эволюционируют планетные системы».
|
|
|
|
TOI-791 b и TOI-791 c были впервые идентифицированы как планеты-кандидаты в 2019 и 2023 годах соответственно добровольцами, участвовавшими в проекте гражданской науки Planet Hunters TESS. Этот метод основан на поиске возможных новых миров с помощью данных спутника НАСА TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Затем исследователи измерили плотность планет, объединив данные об их размерах и массах, полученные с помощью телескопов по всему миру.
|
|
|
|
Когда планета проходит перед своей звездой — событие, известное как «транзит» — она слегка приглушает свет звезды. Величина приглушения указывает на размер планеты.
|
|
|
|
В этой системе исследователи также обнаружили незначительные изменения во времени прохождения транзитов, вызванные гравитационным притяжением двух планет друг к другу во время их вращения вокруг звезды. Анализируя эти сдвиги во времени, команда смогла оценить массы планет и рассчитать их удивительно низкую плотность.
|
|
|
|
Открытие стало результатом восьми лет наблюдений, в том числе с помощью телескопа ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets) на станции Конкордия в Антарктиде, которым совместно управляют исследователи из Университета Лазурного берега/Обсерватории Лазурного берега и международные сотрудники.
|
|
|
|
Антарктическая зима предоставила уникальное преимущество: месяцы непрерывной темноты позволили астрономам зафиксировать исключительно длительные транзиты планет, каждый из которых длился более 11 часов, за одно непрерывное наблюдение. Это самые длинные непрерывные транзиты планет, когда-либо наблюдавшиеся целиком с Земли.
|
|
|
|
Подсказки о раздутых атмосферах
|
|
|
|
Астрономы до сих пор спорят о том, как формируются супер-раздутые планеты. Одна из ведущих теорий предполагает, что они обладают огромными богатыми водородом и гелием атмосферами, которые составляют значительную часть их общей массы.
|
|
|
|
Эти гигантские газовые оболочки могли образоваться в процессе формирования планет вдали от своих звезд в холодных областях протопланетного диска, где газ мог быстро остывать и собираться вокруг твердого ядра.
|
|
|
|
Исследователи намерены провести дальнейшие исследования, чтобы лучше понять, как сформировались эти планеты, и исключить некоторые из ведущих объяснений образования супер-облаков.
|
|
|
|
Профессор Тристан Гийо (Университет Лазурного берега), руководитель проекта ASTEP и соавтор исследования, добавил: «Эти многопланетные системы сложны, гравитационное взаимодействие между планетами развивается в течение очень длительных периодов, десятков лет и более.
|
|
|
|
Это открытие подчеркивает важность продолжения международного сотрудничества в астрономии. Объединение наблюдений из Антарктиды, космических телескопов и обсерваторий на нескольких континентах имело решающее значение для раскрытия истинной природы этих необычных планет».
|
|
|
|
Источник
|
