Vo vzdialenosti len o niečo väčšej než 1.000 svetelných rokov boli objavené dve planéty s neuveriteľne nízkou hustotou. Hoci sa vedci s takýmito „nafúknutými“ planétami stretli už skôr, tento objav je mimoriadne prekvapivý: obe obiehajú okolo tej istej hviezdy a nie sú obzvlášť horúce.
Priemerná hustota Zeme je 5,51 gramu na kubický centimeter, čím tesne prekonáva Merkúr a drží si prvenstvo medzi planétami Slnečnej sústavy. Plynné obry majú oveľa nižšiu hustotu, pretože ich pomerne malé pevné jadro obklopuje obrovské množstvo plynu: hustota Jupitera dosahuje 1,33 g/cm³ a hustota Saturnu je dokonca nižšia než hustota vody.
Dalo sa očakávať, že objavovanie planét obiehajúcich okolo iných hviezd, teda exoplanét, rozšíri aj známe rozpätie ich hustôt. Jeho skutočná šírka však zaskočila aj astronómov. V roku 2022 objavili planétu s takou nízkou hustotou, že ju prirovnali k penovému cukríku marshmallow. TOI-3757b má hustotu iba 0,27 g/cm³, čo je menej než polovica hustoty Saturnu. Pokojne by tak plávala v horúcej čokoláde, keby sa pre ňu našiel dostatočne veľký hrnček.
To bol však iba začiatok, pretože neskôr boli objavené také ľahké planéty, že pripomínajú skôr cukrovú vatu. Hoci ich vzniku zatiaľ úplne nerozumieme, majú jednu pozoruhodnú vlastnosť: väčšina z nich obieha veľmi blízko svojej hviezdy a zdá sa zrejmé, že ich nafukuje práve teplo.
Novo identifikovaná sústava TOI-791 však celú záhadu ešte prehlbuje. Hustota TOI-791b sa odhaduje na 0,038 g/cm³, čo sa takmer presne zhoduje s hustotou súčasného rekordéra. TOI-791c má hustotu 0,047 g/cm³, teda stále menej než 1 percento hustoty Zeme. Hoci obe obiehajú bližšie k svojej hviezde než Zem k Slnku a TOI-791 je pomerne jasná hviezda, ani jedna z planét nie je vystavená takej spaľujúcej horúčave ako mnohé iné nafúknuté telesá.
Napriek tomu ide o najväčšie doteraz objavené planéty s hustotou pod 0,05 g/cm³. „Poznáme len hŕstku takýchto nafúknutých planét a ešte vzácnejšie je nájsť dve v tej istej sústave. Vďaka mimoriadne nízkej hustote sú fascinujúcimi objektmi výskumu, ktorý nám pomáha pochopiť vznik a vývoj planetárnych sústav,“ uviedol George Dransfield z Oxfordskej univerzity.
Na určenie hustoty exoplanéty potrebujeme poznať jej hmotnosť, ktorú môžeme vypočítať z jej gravitačného pôsobenia na hviezdu, a plochu jej povrchu. Tú možno určiť z množstva svetla, ktoré planéta zakryje pri prechode medzi nami a hviezdou. Pri mnohých exoplanétach máme k dispozícii iba jeden z týchto údajov, takže ich hustotu dokážeme len odhadnúť.
Planéty TOI-791b a c boli objavené vďaka prechodom pred hviezdou, ktoré zaznamenal vesmírny teleskop TESS. Vedci považovali sústavu za natoľko zaujímavú, že ju začali skúmať aj niekoľkými ďalšími teleskopmi. Mimoriadne užitočný bol ASTEP v Antarktíde, ktorý dokázal zachytiť celý 11-hodinový prechod.
„Táto sústava predstavuje jedinečné laboratórium na skúmanie vzniku a vývoja nafúknutých planét. Navrhujeme pozorovania z vesmíru pomocou Vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, ktoré by overili, či atmosféra obsahuje zlúčeniny uhlíka, dusíka a kyslíka. To by mohlo priniesť nové poznatky o vzniku týchto nezvyčajných planét,“ hovorí profesor Amoury Triaud z Birminghamskej univerzity.
Najrozšírenejším vysvetlením existencie planét s mimoriadne nízkou hustotou je, že vznikli ďaleko od svojej hviezdy, kde sú vodík a hélium oveľa hojnejšie než ťažšie prvky. Následne sa presunuli bližšie k hviezde a vplyvom tepla sa nafúkli. Skutočnosť, že v jednej sústave absolvovali túto cestu dve planéty, naznačuje, že sa dovnútra pravdepodobne presúvali spoločne. Túto domnienku podporuje aj pomer ich obežných dôb 5 : 3.
