綿菓子のように軽い巨大スーパー・パフ惑星を発見(Researchers discover pair of giant ‘super-puff’ planets lighter than candy floss)

2026-06-25 オックスフォード大学

英国オックスフォード大学を中心とする国際研究チームは、木星級の大きさを持ちながら綿あめよりも低密度な巨大「スーパーパフ惑星」2個(TOI-791 b、TOI-791 c)を発見した。両惑星は地球から約1,110光年離れた恒星TOI-791を公転し、密度はそれぞれ0.038および0.047 g/cm³で、木星の約28~35分の1しかない。2惑星は同じ原始惑星系円盤から形成された「兄弟惑星」と考えられ、5:3の平均運動共鳴により重力的に相互作用している。この相互作用によるトランジット時刻の変動を解析することで惑星質量を推定し、極めて低密度であることを確認した。スーパーパフ惑星を複数含む惑星系は世界でも5例目程度と極めて稀であり、その形成過程の解明に重要な手掛かりとなる。研究チームは、これらの惑星が水素・ヘリウムに富む巨大な大気を保持している可能性を示し、今後はジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)による大気組成観測を通じて、惑星形成・進化の仕組みをさらに明らかにする予定である。

綿菓子のように軽い巨大スーパー・パフ惑星を発見(Researchers discover pair of giant ‘super-puff’ planets lighter than candy floss)
Comparison of the exoplanets in the TOI-791 system with planets in our solar system.
Image credit: NASA/Daniel Rutter. Image credit: NASA/Daniel Rutter.

<関連情報>

ASTEPによる、極めて低密度な長周期木星サイズの惑星ペアがTOI-791を通過することの確認 ASTEP confirmation of a pair of long-period Jupiter-sized planets with extremely low densities transiting TOI-791

Georgina Dransfield,Antoine C Petit,Amaury H M J Triaud,Tristan Guillot,François-Xavier Schmider,Lyu Abe,Abdelkrim Agabi,Khalid Barkaoui,Thomas A Baycroft,Philippe Bendjoya,…
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  Published:25 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/mnras/stag864

ABSTRACT

Gas giant planets with periods 20<P<300 d orbiting Sun-like stars are a relatively uncommon outcome of planetary formation, and key questions about the nature and formation of this subpopulation remain unanswered. Theoretical models for the location of their formation (in situ or ex situ) and for their subsequent migration predict different outcomes in terms of planet masses and eccentricities, indicating that observations have a key role to play in disentangling their histories. In this work, we present the discovery and confirmation of a pair of long-period Jupiter-sized planets transiting an F7 star: TOI-791 b is a  0.993±0.033 RJup  planet on a  139.29931+0.00011-0.00012 d orbit, and TOI-791 c, a 1.155±0.040 RJup planet on a 232.01570+0.00067-0.00071 d  orbit. The two planets are within 0.07 per cent of a second-order 5:3 period commensurability leading to transit timing variations (TTVs) of up to 50 min. We confirm their planetary nature using ground-based photometry, including multiple full detections of the >11h transits of both TOI-791 b and c from Antarctica with ASTEP, making these the longest-duration transits ever observed in their entirety from the ground. Our detailed analysis of the TTV signal allows us to measure dynamical masses for both planets, which yield densities of pb=0.038±0.008gcm-3 and pc=0.047±0.006gcm-3 ⁠, indicating that TOI-791 b and c are two of the lowest density giant planets ever detected. While these measurements are robust, further follow-up is needed to fully characterize the TTV signal and the architecture of the system.

1701物理及び化学
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