Na nešto više od 1000 svjetlosnih godina otkrivena su dva planeta nevjerojatno niske gustoće. Iako su stručnjaci takve „napuhane” planete viđali i ranije, ovo je otkriće posebno neočekivano jer oba kruže oko iste zvijezde, a nisu osobito vruća.
Prosječna gustoća Zemlje iznosi 5,51 grama po kubičnom centimetru, što je tijesno ispred Merkura, pa je ona najgušći planet Sunčeva sustava. Gustoća plinovitih divova znatno je niža jer su njihove razmjerno sitne čvrste jezgre okružene golemom količinom plina: gustoća Jupitera iznosi 1,33 g/cm³, a Saturnova je čak niža od gustoće vode.
Činilo se prirodnim da će se otkrićem planeta koji kruže oko drugih zvijezda (egzoplaneta) raspon gustoća proširiti, ali i astronome je iznenadilo koliko su granice široke. Godine 2022. pronađen je planet čija je gustoća bila toliko niska da su ga usporedili s marshmallowom. TOI-3757b gustoće tek 0,27 g/cm³ ima manje od polovice Saturnove gustoće i udobno bi plutao u vrućoj čokoladi, kad bi se našla dovoljno velika šalica.
No to je bio tek početak jer su kasnije otkriveni toliko laki planeti da više nalikuju šećernoj vuni. Iako ne razumijemo posve kako su ti planeti nastali, jedna im je zanimljiva zajednička osobina da većina kruži vrlo blizu svoje zvijezde, pa se čini očitim da ih toplina napuhuje.
Novoidentificirani sustav TOI-791 ipak dodatno povećava zbrku. Gustoća planeta TOI-791b procjenjuje se na 0,038 g/cm³, što gotovo točno odgovara trenutnom rekorderu, a gustoća planeta TOI-791c iznosi 0,047 g/cm³, što je još uvijek manje od 1 posto gustoće Zemlje. Iako oba kruže bliže svojoj zvijezdi nego Zemlja Suncu, a TOI-791 je prilično svijetla, nijedan planet nije izložen tako žarkoj toplini kao mnoga druga napuhana nebeska tijela.
Unatoč tome, to su najveći ikad otkriveni planeti s gustoćom ispod 0,05 g/cm³. „Znamo za tek šačicu takvih napuhanih planeta, a još je rjeđe pronaći dva u istom sustavu. Zbog izuzetno niske gustoće oni su fascinantne mete istraživanja za razumijevanje nastanka i razvoja planetarnih sustava”, izjavio je George Dransfield, istraživač Sveučilišta u Oxfordu.
Da bi se utvrdila gustoća egzoplaneta, moramo znati njegovu masu – koju možemo izračunati na temelju gravitacijskog učinka na zvijezdu – i površinu, koja se može odrediti iz svjetlosti koju zaklanja kad prolazi između zvijezde i nas. Kod mnogih egzoplaneta dostupan je samo jedan ili samo drugi podatak, pa im gustoću možemo samo procijeniti.
Planete TOI-791b i c otkrili su na temelju tranzita koje je zabilježio svemirski teleskop TESS, kad su prolazili između nas i svoje zvijezde. Istraživačima je sustav bio toliko zanimljiv da su ga počeli proučavati i drugim teleskopima. Posebno je koristan bio ASTEP na Antarktici, koji je uspio snimiti cjelokupno trajanje 11-satnog tranzita.
„Ovaj sustav nudi jedinstven laboratorij za razumijevanje nastanka i razvoja napuhanih planeta. Predlažemo promatranja iz svemira svemirskim teleskopom James Webb kako bi se utvrdilo sadrži li atmosfera spojeve ugljika, dušika i kisika, što bi moglo dati nov uvid u nastanak ovih neobičnih planeta”, kaže profesor Amaury Triaud sa Sveučilišta u Birminghamu.
Najraširenije objašnjenje za planete ultraniske gustoće jest da su nastali daleko od svojih zvijezda – gdje su vodik i helij mnogo češći od težih elemenata – a zatim se preselili prema unutra, gdje su se zbog topline naduli. To što su dva planeta u jednom sustavu prošla taj put upućuje na to da su se vjerojatno zajedno kretala prema unutra, a tu slutnju potvrđuje i omjer njihovih orbitalnih razdoblja od 5:3.
