Récemment, une équipe internationale d'astronomes a publié un dernier résultat de recherche frappant dans les Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, annonçant la découverte de deux planètes géantes « super pelucheuses » de densité extrêmement faible dans la constellation méridionale des « Poissons volants » à environ 1 110 années-lumière de la Terre. Les deux planètes sont encore plus légères que des guimauves, offrant aux scientifiques une nouvelle fenêtre rare sur l’origine et l’évolution d’étranges planètes.
Les deux exoplanètes nouvellement découvertes, nommées TOI-791 b et TOI-791 c, orbitent autour d'une étoile naine de type F7. Bien que leurs volumes soient à peu près les mêmes que ceux de Jupiter, leurs masses sont bien inférieures à celles des corps célestes de même taille, ils présentent donc des caractéristiques extrêmement rares de densité ultra-faible. Plus précisément, le TOI-791 b a une densité de seulement 0,038 gramme par centimètre cube, tandis que le TOI-791 c a une densité de 0,047 gramme par centimètre cube. En comparaison, Jupiter a une densité moyenne de 1,33 gramme par centimètre cube, soit environ 28 à 35 fois celle des deux nouvelles planètes. La densité des guimauves est généralement d'environ 0,05 gramme par centimètre cube, ce qui signifie que les deux planètes sont plus légères que les guimauves et sont loin de la structure dense de la Terre de 5,5 grammes par centimètre cube.
Les recherches montrent que les deux planètes sont nées du même disque de gaz et de poussière entourant leur jeune étoile hôte et sont de véritables « planètes sœurs ». Il existe également une rare relation de résonance de mouvement moyenne de 5: 3 entre eux, c'est-à-dire que pour 5 fois la planète intérieure tourne autour de l'étoile, la planète extérieure complète presque exactement 3 fois. Au cours de l'opération, les forces gravitationnelles des deux interagiront périodiquement, entraînant des changements légers mais détectables dans le temps de transit et dans la magnitude apparente de l'étoile. Il n’existe actuellement que quatre systèmes connus comportant plusieurs planètes super-gonflées. Le caractère unique de ce système en fait un laboratoire précieux pour comprendre le développement et l’évolution d’objets aussi étranges.
Il convient de mentionner que ces deux planètes ont été initialement identifiées par des scientifiques citoyens dans le cadre du programme « Planet Hunter TESS » en 2019 et 2023 respectivement grâce aux données du projet Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA. Afin de déterminer plus précisément sa taille et sa masse, une équipe de recherche dirigée par George Dransfield, chercheur au Département de physique de l'Université d'Oxford, s'est associée à un certain nombre d'institutions de recherche scientifique internationales telles que l'Université de la Côte d'Azur et l'Université de Birmingham pour mener des observations de suivi pendant huit ans à l'aide de télescopes dans de nombreux endroits du monde.
Le télescope au sol franco-italien Antarctic Exoplanet Search de la station Concordia en Antarctique a joué un rôle clé dans cette observation qui a duré plusieurs années. S'appuyant sur l'environnement nocturne polaire continu qui dure plusieurs mois pendant l'hiver antarctique, le télescope a réussi à enregistrer un seul événement de transit planétaire ultra-long d'une durée de plus de 11 heures. Il s’agit de l’enregistrement de transit continu le plus complet observé sur le terrain jusqu’à présent. La combinaison de données provenant de sources multiples a finalement établi la structure diffuse inhabituelle des deux planètes.
Il n’existe actuellement aucun consensus au sein de la communauté scientifique sur la manière dont se forment ces planètes super pelucheuses. L'hypothèse principale est que ces planètes pourraient être entourées d'atmosphères géantes riches en hydrogène et en hélium. Ces énormes coquilles gazeuses représentent une proportion considérable de leur masse totale et étirent considérablement leurs dimensions visibles. Ils peuvent s'être formés dans des régions froides du disque protoplanétaire, loin de l'étoile, accrétant rapidement du gaz autour d'un noyau solide dans un environnement à basse température. Ensuite, l'équipe de recherche prévoit d'utiliser le télescope spatial James Webb pour effectuer d'autres observations spatiales du système et mener une analyse approfondie pour déterminer si son immense atmosphère contient du carbone, de l'azote, de l'oxygène et d'autres substances, afin de révéler plus précisément les secrets de sa formation et de son évolution.