Vědci objevili planety větší než Jupiter s hustotou cukrové vaty

Mezinárodní tým vedený vědci z Oxfordské univerzity objevil dvě obří planety s nejnižší hustotou, jaké byly dosud zaznamenány.

V článku publikovaném v Měsíční oznámení Královské astronomické společnostivýzkumníci vysvětlují, jak vzácné „super-obláčky“ planety mají hustotu dokonce nižší než cukrová vata.

Tyto dvě planety pojmenované TOI-791 b a TOI-791 c obíhají kolem trpasličí hvězdy typu F7 vzdálené zhruba 1110 světelných let v jižním souhvězdí Volans. Jsou to „sourozenci“, o kterých se předpokládá, že se zformovali na stejném protoplanetárním disku, který kdysi obklopoval jejich hostitelskou hvězdu.

Objev by mohl objasnit původ těchto vzácných typů planet, které se mohly zformovat v hlubokém a chladném prostoru daleko od tepla jejich hostitelských hvězd.

Méně hutné než cukrová vata

Nová studie, spolupráce mezi University of Oxford, Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d’Azur a University of Birmingham, kvantifikovala hustotu TOI-791 b a TOI-791 c a porovnala je s objekty v naší vlastní sluneční soustavě.

Oba TOI-791 b a TOI-791 c jsou zhruba velikosti Jupitera. A přesto jsou neuvěřitelně rozptýlené.

TOI-791 b má hustotu pouze 0,038 gramů na centimetr krychlový, zatímco TOI-791 c má hustotu 0,047 gramů na centimetr krychlový.

Zjednodušeně to znamená, že planety jsou neuvěřitelně nafouklé – dokonce méně husté než cukrová vata, což je zhruba 0,05 gramu na centimetr krychlový.

Průměrná hustota Jupiteru je mezitím 1,33 gramu na centimetr krychlový, což je 28 až 35krát více než hustota TOI-791 b a c, v tomto pořadí. Hustota Země je 5,5 gramu na centimetr krychlový.

NASA/Daniel Rutter

Jen o čtyřech dalších systémech je známo, že obsahují více než jednu super-puff planetu. To znamená, že TOI-791 by mohla poskytnout cenná vodítka ohledně formování a vývoje tohoto vzácného, ​​záhadného typu planet.

„Je známo jen několik těchto super nafouknutých planet a je ještě vzácnější najít dvě ve stejném systému,“ vysvětlil hlavní autor studie Dr George Dransfield, profesor fyziky na univerzitě v Oxfordu. „Jejich extrémně nízké hustoty z nich činí fascinující cíle pro pochopení toho, jak se formují a vyvíjejí planetární systémy.“

Zajímavé je, že planety TOI-791 jsou také uzamčeny ve vzácném gravitačním tanci známém jako rezonance středního pohybu 5:3. To znamená, že na každých pět oběhů dokončených vnitřní planetou dokončí vnější planeta téměř přesně tři oběhy.

To způsobí, že se obě planety navzájem táhnou, což způsobí měřitelný posun v načasování přechodu, když planety procházejí před svými hostitelskými hvězdami.

Zkoumání původu super nafouklých planet

TOI-791 b a TOI-791 c byly objeveny v roce 2019 a 2023 dobrovolníky pro občansko-vědecký projekt Planet Hunters TESS. Výzkumníci následně měřili hustoty planet porovnáním různých pozorování zachycených různými globálními dalekohledy.

Vědci odhadli velikosti a hmotnosti planet výpočtem gravitační síly, kterou na sebe navzájem působí. To jim umožnilo změřit hustoty planet a určit, že se jedná o super nafouklé exoplanety.

Následná pozorování mohou vědcům pomoci lépe porozumět původu těchto vzácných planet. Jedna vedoucí teorie naznačuje, že velkou část jejich celkové hmotnosti tvoří plynné obaly složené z vodíku a helia.

„Tento systém nabízí jedinečnou laboratoř pro pochopení toho, jak se tvoří a vyvíjejí superpuff planety,“ řekl profesor Amaury Triaud z University of Birmingham, spoluautor studie.

„Navrhujeme provést vesmírná pozorování pomocí vesmírného dalekohledu Jamese Webba, abychom vyhodnotili, zda nafouklá atmosféra obsahuje druhy obsahující uhlík, dusík a kyslík, což odhaluje nový pohled na to, jak tyto neobvyklé planety vznikly.“

Tyto atmosféry mohly vzniknout díky planetám vyvíjejícím se daleko od své hostitelské hvězdy v chladných oblastech protoplanetárního disku. To by umožnilo plynu se rychle ochladit a shromáždit se kolem pevného jádra.

Kromě vrhání světla na původ super nafouklých planet slouží objev TOI-791 také jako připomínka toho, že ve starých a nových astronomických souborech dat se pravděpodobně skrývá nespočet překvapení.

Vedoucí autor Dr George Dransfield uvedl, že objev ukazuje, jak bude vždy důležité hledat a objevovat nové exoplanety. „Navzdory téměř 6 300 planetám objeveným k dnešnímu dni nás příroda stále překvapuje,“ vysvětlil.

„Je to připomínka, že neustálé objevování a průzkum planet je stále nezbytný: každý neobvyklý systém přidává nový dílek do skládačky formování a vývoje planet.“

Tento výzkum byl publikován v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.

Zdroj: Oxfordská univerzita

Fakta ověřená Mikem McRae.