Планета, по-лека от памук? Сериозно?
Трябва да ви разкажа за нещо, дето ме смая тази седмица. Учени откриха две планети, които са по-малко плътни от памуклена захар. Да, прочетохте правилно. На повече от хиляда светлинни години от нас, в съзвездието Волан (известно като Летяща риба), се носят светове, по-въздушни от сладкарските изделия.
Екипът е ръководен от изследователи от Оксфорд, с подкрепата на колеги от Франция и UK. Според мен това е едно от най-готините космически открития напоследък.
TOI-791 b и TOI-791 c
Какво представляват тези планети? Обикалят звезда на около 1 110 светлинни години от Земята. Големината им е като на Юпитер — един от гигантите в нашата Слънчева система. Но тук нещата стават интересни.
Юпитер е плътен. Неговата плътност е около 1,33 грама на кубичен сантиметър. Солиден, тежък, планетарен. А тези две? Едната има плътност от само 0,038 г/см³, а другата — 0,047 г/см³. Тоест Юпитер е между 28 и 35 пъти по-плътен от тези космически близнаци.
Памуклената захар е с плътност около 0,05 г/см³. Това означава, че ако някак си пуснете парченце сладкарски памук в космоса, то ще бъде по-плътно от тези цели планети. Невероятно, нали?
Гражданите учени
Ето нещо, което обожавам в тази история: обикновени хора помогнаха за откритието. Проектът Planet Hunters TESS — инициатива за гражданска наука, където доброволци преглеждат данни от космически телескопи — пръв забеляза тези светове през 2019 и 2023 година. Показва ни, че не ти трябва диплома, за да допринесеш за реални астрономически открития.
Данните дойдоха от сателита TESS на НАСА, който следи звездите за малки спадове в яркостта — знак, че може би планета минава пред тях. Когато тези спадове се появиха в системата TOI-791, учените разбраха, че имат нещо интересно.
Защо Антарктика беше толкова важна
Една подробност, която ме впечатли: част от откритието стана възможно благодарение на наблюдения от Антарктида. По-точно, телескопът ASTEP на станция Конкордия наблюдаваше тази система с години.
Защо Антарктида? Защото тези планети преминават пред звездата си за над 11 часа. Единайсет часа! Това е невероятно дълго за транзитно наблюдение. Повечето наземни телескопи не могат да следят толкова дълго — светъл ден и лошо време ги прекъсват. Но в Антарктида зимата носи месеци на непрекъсната тъмнина. Учените буквално гледаха как тези планети минават пред звездата си часове наред. Според изследването това са най-дългите непрекъснати планетни транзити, наблюдавани изобщо от земята.
Това е отдаденост. Антарктически учени, понасящи жестоки условия, само за да видят няколко планети. Уважавам това ниво на ангажираност към науката.
Гравитационен танц
Тези планети не се реят независимо — те са в гравитационен танц. По-точно, те са в това, което учените наричат 5:3 средно движение резонанс. Какво означава на нормален език? За всякви пет обиколки на вътрешната планета, външната прави почти точно три. Те се дърпат взаимно, докато обикалят звездата, и тези гравитационни подтиквания създават малки разлики във времето на всеки транзит.
Учените измериха тези миниатюрни отклонения, за да определят масите на планетите. Много хитро — сякаш слушаш двама музиканти да свирят леко изместено и от това разбираш къде стои всеки един.
Как изобщо се получава толкова лека планета?
Тук нещата стават наистина мистериозни. Как изобщо завършваш с цяла планета, по-малко плътна от захарна захар?
Водещата теория предполага, че тези планети имат огромни атмосфери, съставени главно от водород и хелий. Представете си малка скалиста сърцевина, но около нея — огромна, пухкава обвивка от газ. Този газ заема много място, но не добавя много маса. Резултатът е изненадващо ниска обща плътност.
Учените смятат, че тези пухкави атмосфери се формират, когато планетите са много по-далеч от звездата си — в по-студените части на протопланетарния диск. В тези ледени външни области газът се натрупва много по-лесно около твърдо ядро.
Проблемът? Тези планети сега изглежда са много по-близо до звездата си, отколкото там, където вероятно са се образували. Нещо трябва да ги е притеглило навътре с времето. Но какво? Това е главоблъсканицата, която учените все още се опитват да решат.
Само шепа съществуват
Ето колко редки са тези свръхпухкави планети: само четири други планетни системи в цялата вселена са известни с множество супер-пухкави планети. Четири! Сред милиарди звезди тези системи могат да се преброят на пръсти. Затова откриването на две заедно в системата TOI-791 е толкова значимо — изключително рядка възможност да разберем как се формират и еволюират тези необичайни светове.
Д-р Джордж Дрансфийлд от Оксфорд каза хубаво: "Само шепа от тези свръхпухкави планети са известни, а да откриеш две в една система е още по-рядко. Тяхната изключително ниска плътност ги прави fascинуващи цели за разбиране на формирането и еволюцията на планетните системи."
Какво следва?
Екипът иска да насочи космическия телескоп Джеймс Уеб към тези светове, за да види какво има в атмосферите им. Надяват се да открият въглеродни, азотни и кислородни съединения, които могат да разкрият откъде идват тези планети и от какво са направени.
Не знам за вас, но аз искрено чакам с нетърпение да чуя какво ще открият. Вселената не спира да ни изненадва със светове, които не се държат така, както очакваме. И честно? Затова астрономията е толкова вълнуваща. Всеки път, когато си мислим, че разбираме как работят планетите, нещо като това се появява и ни напомня колко много още има да учим.
Така че да вдигнем тост за пухкавите планети — памуклената захар гиганти, носещи се около далечна звезда, светлинни години от всичко, което лесно можем да обясним. Вие сте странни, TOI-791 b и c, и ние ви обичаме за това.