Mednarodna skupina astronomov je odkrila enega najbolj nenavadnih planetarnih sistemov doslej. Okoli zvezde, oddaljene približno 1110 svetlobnih let od Zemlje, krožita dva ogromna plinasta planeta, ki sta po velikosti primerljiva z Jupitrom, a imata tako nizko gostoto, da je manjša celo od gostote sladkorne vate.
Raziskavo je vodila Univerza v Oxfordu v sodelovanju z Univerzo Azurne obale, Observatorijem Côte d’Azur in Univerzo v Birminghamu, rezultati pa so bili objavljeni v reviji Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Planet velik kot Jupiter, a skoraj prazen
Novoodkrita eksoplaneta, poimenovana TOI-791 b in TOI-791 c, krožita okoli zvezde tipa F7 v ozvezdju Volans. Čeprav sta po premeru primerljiva z največjim planetom našega Osončja, imata izjemno majhno maso glede na svojo velikost.
Gostota planeta TOI-791 b znaša le 0,038 grama na kubični centimeter, gostota planeta TOI-791 c pa 0,047 grama na kubični centimeter. Za primerjavo ima Jupiter povprečno gostoto 1,33 grama na kubični centimeter, Zemlja pa približno 5,5 grama na kubični centimeter.
To pomeni, da sta nova planeta približno od 28- do 35-krat manj gosta od Jupitra in celo manj gosta od sladkorne vate, katere povprečna gostota znaša okoli 0,05 grama na kubični centimeter.
Eden najredkejših znanih sistemov
Astronomi domnevajo, da sta se oba planeta oblikovala iz istega protoplanetarnega diska plina in prahu, ki je obdajal mlado zvezdo. Poleg tega sta ujeta v redko orbitalno resonanco 5 : 3. To pomeni, da notranji planet opravi pet obhodov okoli zvezde v približno istem času, ko zunanji opravi tri.
Takšna gravitacijska povezanost povzroča medsebojno privlačenje planetov in rahle spremembe v času njunih prehodov pred zvezdo, kar raziskovalcem omogoča natančnejše določanje njunih mas.
Po navedbah raziskovalne skupine so doslej poznani le štirje drugi sistemi z več tako imenovanimi »super-napihnjenimi« planeti, zato predstavlja TOI-791 izjemno redko naravno laboratorijsko okolje za preučevanje razvoja planetov.
Pomagali so tudi prostovoljci
Posebnost odkritja je tudi način, kako sta bila planeta prvič opažena. Kandidata za nova svetova so že leta 2019 in 2023 prepoznali prostovoljci v projektu Planet Hunters TESS, ki v okviru državljanske znanosti pregledujejo podatke Nasinega satelita TESS in iščejo značilne padce svetlosti zvezd med prehodi planetov.
Raziskovalci so nato združili meritve velikosti planetov z dodatnimi opazovanji iz več teleskopov po svetu ter izračunali njuni masi in izjemno nizki gostoti.
Ključna opazovanja z Antarktike
Pomemben del raziskave je potekal s teleskopom ASTEP na raziskovalni postaji Concordia na Antarktiki. Zaradi večmesečne polarne noči so astronomi lahko neprekinjeno spremljali izjemno dolge tranzite planetov, ki so trajali več kot enajst ur.
Po navedbah raziskovalcev gre za najdaljše neprekinjene planetarne prehode, ki so bili kadar koli v celoti opazovani s tal.
Skupno je odkritje temeljilo na približno osmih letih opazovanj, med katerimi so znanstveniki analizirali tudi drobne časovne zamike pri prehodih planetov. Prav ti zamiki, ki nastanejo zaradi njunega medsebojnega gravitacijskega vpliva, so omogočili natančne izračune njunih mas.
Kako lahko nastanejo tako »napihnjeni« planeti?
Astronomi še vedno nimajo dokončnega odgovora. Ena od vodilnih razlag predvideva, da imata planeta izredno obsežni atmosferi, bogati z vodikom in helijem, ki predstavljata velik delež njune skupne mase.
Po tej hipotezi sta nastala daleč od svoje zvezde, kjer so bile temperature dovolj nizke, da se je okoli trdnega jedra lahko hitro nakopičila ogromna količina plina.
Za preverjanje teh domnev raziskovalci načrtujejo dodatna opazovanja z Vesoljskim teleskopom James Webb. Analiza kemijske sestave atmosfer bi lahko razkrila prisotnost ogljika, dušika in kisika ter ponudila pomembne namige o nastanku teh nenavadnih svetov.
Raziskovalci poudarjajo tudi, da je bilo odkritje mogoče le zaradi tesnega mednarodnega sodelovanja in združevanja podatkov iz vesoljskih misij, antarktičnih opazovalnic ter observatorijev na več celinah.
