Газовый гигант с плотностью, больше всего напоминающей зефир, был обнаружен на орбите вокруг холодного красного карлика. Для проведения наблюдений использовался набор астрономических инструментов, в том числе финансируемый NASA прибор для измерения лучевой скорости NEID на 3,5-метровом телескопе WIYN в Национальной обсерватории Китт-Пик, программа NOIRLab NSF. Эта экзопланета, названная TOI-3757 b, является самой "пушистой" газовой планетой-гигантом, когда-либо обнаруженной вокруг звезды этого типа.
Используя 3,5-метровый телескоп WIYN в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне, астрономы наблюдали за необычной юпитериоподобной планетой, вращающейся вокруг холодного красного карлика. Расположенная в созвездии Возничего Возничего примерно в 580 световых годах от Земли, эта планета получила идентификатор TOI-3757 b.
Красные карлики — это самые маленькие и тусклые члены так называемых звезд главной последовательности — звезд, которые с постоянной скоростью превращают водород в гелий в своих ядрах. Несмотря на то, что они "холодные" по сравнению со звездами, подобными нашему Солнцу, красные карлики могут быть чрезвычайно активными и извергать мощные вспышки. Это может лишить вращающиеся планеты их атмосфер, сделав эту звездную систему, казалось бы, негостеприимным местом для формирования такой "легкой" планеты.
Вокруг TOI-3757 b все еще есть необъяснимые загадки, большая из которых заключается в том, как газовый гигант может образоваться вокруг звезды-красного карлика, особенно такой планеты с низкой плотностью.
Есть предполажение, что сверхнизкая плотность TOI-3757 b может быть результатом двух факторов. Первый относится к каменистому ядру планеты. Считается, что газовые гиганты начинаются с массивных скалистых ядер, примерно в десять раз превышающих массу Земли, после чего они быстро втягивают большие количества соседнего газа, образуя газовые гиганты, которые мы видим сегодня. Звезда TOI-3757b имеет более низкое содержание тяжелых элементов по сравнению с другими М-карликами с газовыми гигантами, и это могло привести к более медленному формированию каменного ядра, задержке начала газовой аккреции и, следовательно, влиянию на общую плотность планеты.
Вторым фактором может быть орбита планеты, которая предварительно считается слегка эллиптической. Бывают моменты, когда он приближается к своей звезде достаточно близко, что приводит к значительному избыточному нагреву, который может привести к раздуванию атмосферы.
Спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) впервые заметил планету. TESS исследовал пересечение этой планеты TOI-3757 b перед ее звездой, что позволило астрономам рассчитать диаметр планеты примерно в 150 000 километров или чуть больше, чем у Юпитера. Планета завершает полный оборот вокруг своей звезды всего за 3,5 дня, что в 25 раз меньше, чем у ближайшей планеты в нашей Солнечной системе — Меркурия, — у которой на это уходит около 88 дней.
Затем астрономы использовали NEID и HPF для измерения видимого движения звезды вдоль луча зрения, также известного как ее лучевая скорость. Эти измерения обеспечили массу планеты, которая, по расчетам, составляла около четверти массы Юпитера, или примерно в 85 раз больше массы Земли. Знание размера и массы позволило рассчитать среднюю плотность TOI-3757 b как 0,27 грамма на кубический сантиметр, что составляет менее половины плотности Сатурна (планеты с самой низкой плотностью в Солнечной системе), около четверти плотности воды (это означает, что она будет плавать, если ее поместить в гигантскую ванну, наполненную водой), или фактически похожа по плотности на зефир.
Открытие подчеркивает важность NEID в его способности подтвердить некоторые экзопланеты-кандидаты, которые в настоящее время обнаруживаются миссией NASA TESS, предоставляя важные цели для нового космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), чтобы продолжить и начать характеризовать их атмосферы. Это, в свою очередь, проинформирует астрономов о том, из чего состоят планеты и как они сформировались, а для потенциально пригодных для жизни каменистых миров — могут ли они поддерживать жизнь.
