天文学家已经确定了迄今发现的两颗最蓬松的巨大行星，其密度低得实际低于棉花糖。这对稀有的“超蓬松”行星是由牛津大学领导的国际团队发现的，该团队与蔚蓝海岸大学/蔚蓝海岸天文台和伯明翰大学合作。研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上。这两颗新确认的行星，TOI-791 b和TOI-791 c，围绕着距地球约1,110光年的F7型矮星运行，该星位于南部星座的飞鱼座。尽管每颗行星的大小与木星相当，但它们的重量对于其大小来说却显得非常轻巧。TOI-791 b的密度仅为每立方厘米0.038克，而TOI-791 c的密度为每立方厘米0.047克。相比之下，木星的平均密度为每立方厘米1.33克，使其比这两颗新发现的行星密度高出约28到35倍。与棉花糖相比，这种比较更加惊人，因为棉花糖的典型密度约为每立方厘米0.05克。地球的密度则更高，平均为每立方厘米5.5克。稀有的行星双胞胎锁定在引力舞蹈中科学家们认为这两颗行星是从围绕其年轻恒星的同一个气体和尘埃盘中形成的，因此它们是行星“兄弟”。它们的轨道排列方式也很独特，被称为5:3的均动共振。内侧行星完成五次轨道时，外侧行星几乎恰好完成三次。当它们环绕恒星运行时，它们的引力不断相互作用，产生微小但可测量的每颗行星的过境时间变化。已知的只有四个其他行星系统包含多颗超蓬松行星，使得TOI-791成为一个非常稀有的机遇，以研究这些奇特世界的起源和演变。主要作者乔治·德兰斯菲尔德博士（她/她）说：“现在已知的超蓬松行星寥寥无几，能够在同一系统中发现两颗更为罕见。它们极低的密度使它们成为理解行星系统形成和演变的迷人目标。”公民科学家帮助发现行星参与行星猎手TESS公民科学项目的志愿者首次在2019年标记了TOI-791 b，并在2023年标记了TOI-791 c为可能的行星。该项目搜索由NASA的过境系外行星探测卫星（TESS）收集的观测数据，以寻找先前未知世界的迹象。研究人员随后结合来自全球各地望远镜的测量，以确定行星的大小和质量，从而计算出其极低的密度。当一颗行星在“过境”期间横过其恒星时，它会挡住一小部分星光。亮度的下降揭示了行星的大小。在TOI-791系统中，天文学家还检测到由于行星间的引力相互作用而导致的过境时机的微小变化。分析这些时机变化使研究小组能够估算每颗行星的质量。南极发挥了关键作用这一发现建立在八年的观测基础上，包括来自南极康科迪亚站的ASTEP（南极寻找过境系外行星）望远镜的数据。该望远镜由蔚蓝海岸大学/蔚蓝海岸天文台和国际合作者共同运营。南极漫长的冬季夜晚给天文学家提供了巨大的优势。数月的不间断黑暗使得观测这些异常长的过境成为可能，每次持续超过11小时而没有中断。研究人员表示，这些是从地面完全观察到的最长连续行星过境。超蓬松行星是如何形成的？科学家们仍在努力理解超蓬松行星是如何发展的。一种主要解释是，这些世界拥有巨大的富氢和氦的大气层，占其总质量的很大一部分。研究人员认为，这些厚重的气态包裹可能在行星距离其恒星更远时形成，也就是在原行星盘的较凉区域，气体能够迅速在固态行星核心周围聚集。计划未来的观察以更好地理解这些奇特行星的起源，并测试竞争理论。阿马里·特里奥教授（伯明翰大学），ASTEP的英国首席研究员和研究的共同作者说：“该系统提供了一个独特的实验室，以理解超蓬松行星是如何形成和演变的。我们建议使用詹姆斯·韦伯太空望远镜进行太空观测，以评估这种蓬松大气中是否存在碳、氮和氧等成分，从而揭示这些奇特行星形成的全新见解。”特里斯坦·吉约教授（蔚蓝海岸大学）