ستارهشناسان موفق به کشف دو سیاره فراخورشیدی غولپیکر در یک سامانه شدهاند که هرکدام به سبکی پنبه هستند. این سیارههای «ابر-پفی» که توسط ماهواره نقشهبردار فراخورشیدی گذران ناسا (TESS) شناسایی شدهاند، قویترین آزمایش را برای نظریههای شکلگیری چنین سیارات عجیبی فراهم میکنند.
این دو سیاره با نامهای TOI-791b و TOI-791c در فاصله کمی بیش از ۱۱۰۰ سال نوری از زمین قرار دارند و با عبور از مقابل ستاره میزبان خود، حضورشان را آشکار کردند. TOI-791b هماندازه مشتری است اما تنها ۳٪ جرم آن را دارد؛ چگالی آن فقط ۰.۰۳۸ گرم بر سانتیمتر مکعب است که ۲۶ برابر کمتر از چگالی آب است. TOI-791c بزرگتر از مشتری و دو برابر جرم TOI-791b دارد و چگالی اندکی بالاتر. جزئیات این کشف در Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.
نادر بودن دو ابر-پفی در یک سامانه
جورج درانسفیلد، رهبر تیم از دانشگاه آکسفورد، میگوید: «تنها تعداد انگشتشماری از این سیارات ابر-پفی شناخته شدهاند و پیدا کردن دو تا از آنها در یک سامانه حتی نادرتر است.» پیش از این تنها یک سامانه با دو سیاره از این نوع دیده شده بود. چگالی بسیار پایین آنها را به اهداف جذابی برای درک چگونگی شکلگیری و تکامل سامانههای سیارهای تبدیل کرده است.
جرمهای سبک و مدارهای بلند
تیم تحقیقاتی توانست جرم سیارات را به دلیل قرار گرفتن آنها در یک تشدید مداری تقریباً کامل محاسبه کند. کشش گرانشی متقابل سیارات باعث تغییر زمان عبور آنها از مقابل ستاره تا ۵۰ دقیقه میشود. اما کارولین پیوله-غریب از دانشگاه شیکاگو که در این تحقیق حضور نداشت، هشدار میدهد: «دانستن جرم واقعی بسیار دشوار است زیرا ترکیبهای مختلف جرم دو سیاره میتوانند سیگنال یکسانی ایجاد کنند. پاسخ قطعی نیاز به پیگیریهای آینده دارد.»
ویژگی برجسته دیگر این سیارات، مدارهای بلند آنهاست: ۱۳۹ و ۲۳۲ روز برای یک دور کامل به دور ستاره. تحلیل این مدارها به ۱۱۲۲ روز داده طی هفت سال نیاز داشت.
خاستگاه ابر-پفیها
مدارهای بلند ممکن است سرنخی از منشأ این سیارات باشند. معمولاً ابر-پفیها در مدارهای کوتاه یافت میشوند و گرمای ستاره جو آنها را پفکرده میکند. اما این دو سیاره ممکن است دورتر شکل گرفته و سپس به داخل مهاجرت کرده باشند. پیوله-غریب توضیح میدهد: «ما معتقد بودیم یکی از آسانترین راههای شکلگیری این سیارات دور از ستاره است. این مطالعه با یافتن ابر-پفیها نزدیکتر به محیط شکلگیری فرضی، این فرضیه را آزمایش میکند.»
سیارات نوپا در فاصله دور از ستاره مزایایی برای جمعآوری جو پفدار دارند: گاز سردتر فشار حرارتی کمتری دارد و گرانش ستاره ضعیفتر است. اما این دو سیاره به ستاره خود نزدیکتر از نقطه مطلوب هستند، بنابراین ممکن است از بیرون مهاجرت کرده باشند.
گامهای بعدی با جیمز وب
تیم برنامه دارد با تلسکوپ فضایی جیمز وب به دنبال مولکولهای حاوی کربن، نیتروژن و اکسیژن در جو سیارات بگردد. این شیمی میتواند نشان دهد که آیا آنها واقعاً پوششهای غنی از هیدروژن و هلیوم خود را از یک محل تولد سردتر به ارث بردهاند. همچنین دادههای بیشتر زمانبندی گذر برای محدود کردن جرمها و ردیابی رقص گرانشی سامانه در طول زمان لازم است.
