La puțin peste 1000 ani-lumină distanță au fost descoperite două planete, a căror densitate este incredibil de scăzută. Deși experții au mai observat și înainte astfel de planete „umflate”, această descoperire este deosebit de neașteptată, deoarece ambele orbitează în jurul aceleiași stele și nu sunt deosebit de fierbinți.
Densitatea medie a Pământului este de 5,51 grame/centimetru cub, ceea ce o plasează cu puțin înaintea lui Mercur, aceasta fiind astfel considerată cea mai densă planetă din Sistemul Solar. Densitatea gigantelor gazoase este mult mai mică, deoarece nucleele lor solide, relativ mici, sunt înconjurate de o cantitate imensă de gaz: densitatea lui Jupiter este de 1,33 g/cm³, iar cea a lui Saturn este mai mică decât cea a apei.
Părea firesc ca odată cu descoperirea planetelor care orbitează în jurul altor stele (exoplanete), să găsim și extreme, gama în care gravitația poate ține o planetă laolaltă finind destul de mare. Dar chiar și astronomii au fost uimiți de cât de largi sunt aceste limite. În 2022 a fost descoperită o planetă a cărei densitate era atât de scăzută, încât a fost comparată cu vata de zahăr. TOI-3757b are o densitate de doar 0,27 g/cm³, ceva ce ar face să plutească pe ciocolată fierbinte, dacă s-ar găsi o cană suficient de mare.
Totuși, acestă descoperire a fost doar începutul, deoarece ulterior au fost descoperite planete atât de ușoare, încât seamănă mai degrabă cu vata de zahăr. Deși nu înțelegem pe deplin cum s-au format aceste planete, una dintre caracteristicile lor remarcabile este că majoritatea orbitează foarte aproape de steaua lor, căldura având un rol în acest aspect.
Dar sistemul recent identificat, denumit TOI-791, sporește și mai mult haosul. Densitatea lui TOI-791b este estimată la 0,038 g/cm³, mai puțin de 1% din densitatea pământului. Cealaltă planetă se numește TOI-791c și este de 0,047 g/cm³, dar orbitează în aceeași sistem. Ceea ce însă este și mai ciudat, nu sunt în vecinătatea soarelui. Nu căldura le umflă.
Acestea sunt cele mai mari planete descoperite vreodată cu o densitate de sub 0,05 g/cm³. „Cunoaștem doar o mână de astfel de planete umflate, iar găsirea a două în același sistem este și mai rară. Datorită densității lor extrem de scăzute, acestea reprezintă ținte de cercetare fascinante pentru înțelegerea formării și evoluției sistemelor planetare”, a declarat George Dransfield, cercetător la Universitatea din Oxford.
Pentru a determina densitatea unei exoplanete trebuie să îi cunoaștem masa – pe care o putem calcula pe baza efectului gravitațional exercitat asupra stelei – și suprafața sa, care poate fi determinată pe baza luminii pe care o eclipsează atunci când trece între stea și noi. În cazul multor exoplanete avem la dispoziție doar una dintre aceste două valori, astfel încât densitatea lor poate fi doar estimată.
Planetele TOI-791b și c au fost descoperite pe baza tranzitelor înregistrate de telescopul spațial TESS, atunci când acestea au trecut între noi și steaua lor. Cercetătorii au considerat sistemul atât de interesant, încât au început să-l studieze și cu ajutorul altor telescoape. Deosebit de util în acest sens a fost telescopul ASTEP, situat în Antarctica, care a reușit să înregistreze întreaga durată a unei tranzituri de 11 ore.
„Acest sistem oferă un laborator unic pentru înțelegerea formării și evoluției planetelor umflate. Recomandăm efectuarea unor observații din spațiu cu ajutorul telescopului spațial James Webb pentru a evalua dacă atmosfera conține compuși cu carbon, azot și oxigen, ceea ce ar putea oferi o nouă perspectivă asupra formării acestor planete neobișnuite”, spune profesorul Amoury Triaud, cercetător la Universitatea din Birmingham.
Cea mai răspândită explicație privind planetele cu densitate extrem de scăzută este că acestea s-au format la distanță de steaua lor – unde hidrogenul și heliul sunt mult mai frecvente decât elementele mai grele –, apoi au migrat spre interior, unde s-au umflat sub efectul căldurii. Faptul că două planete dintr-un sistem au parcurs acest traseu sugerează că s-au deplasat împreună spre interior, iar această ipoteză este întărită și de raportul de 5:3 dintre perioadele lor orbitale.
