Interested Article - TRAPPIST-1

ayesha
  • 2021-10-17
  • 1

TRAPPIST-1 (также 2MASS J23062928-0502285 или EPIC 246199087 ) — одиночная звезда , обладающая системой планет , 3 из которых находятся в зоне обитаемости . Находится в созвездии Водолея на расстоянии 39,5 св. года от Солнца. Планетная система открыта в 2016—2017 годах .

Характеристики

Сравнение размеров
Юпитер TRAPPIST-1
Юпитер {{{exoplanet}}}

Trappist-1 является красным карликом спектрального класса M8 V . Видимая звёздная величина TRAPPIST-1 m V = 18,80 m , при этом в красном и инфракрасном свете она значительно ярче: в фильтре R её блеск равен 16,47 m , в J — 11,35 m , в K — 10,30 m . Радиус звезды составляет 12,1 % радиуса Солнца , что немногим больше радиуса Юпитера . При этом её масса равна 0,080 ± 0,007 массы Солнца , или ~84 массам Юпитера . Средняя плотность звезды, определённая по транзитам планет, в 49,3 +4,1
−8,3 раза превосходит среднюю плотность Солнца . Поверхностная температура оценивается в 2559 ± 50 К . Её светимость примерно в 1900 раз меньше светимости Солнца . До наблюдений телескопом «Кеплер» считалось, что период вращения составляет 1,40 ± 0,05 суток , однако новые данные указывают на 3,295 ± 0,003 суток . Активность звезды оказалась умеренной, частота вспышек с мощностью выше 1 % от средней светимости в 30 раз меньше, чем у звёзд классов M6-M9. По этим, а также по ряду других данных был заново оценён возраст звезды; теперь считается, что он равен 7,6 ± 2,2 млрд. лет . До этого было известно только то, что TRAPPIST-1 старше 500 миллионов лет .

Звезда обладает довольно высоким собственным движением , перемещаясь по небесной сфере на 1,04 угловой секунды в год . Её лучевая скорость составляет −56,3 ± 0,3 км/с, звезда приближается к Солнцу .

Планетная система

История открытия

В мае 2016 года группа астрономов из Бельгии и США , во главе с Микаэлем Жийоном ( фр. Michaël Gillon ), объявила об открытии трёх транзитных планет в системе тусклого холодного красного карлика 2MASS J23062928-0502285 с помощью роботизированного 0,6-метрового телескопа TRAPPIST , расположенного в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили . Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature . Планеты получили обозначения TRAPPIST-1 b , TRAPPIST-1 c и TRAPPIST-1 d , в порядке удалённости от звезды. Однако при последующих наблюдениях было установлено, что первоначальное наблюдение третьей планеты, TRAPPIST-1 d, было ошибочным — её предполагавшийся транзит в действительности был совпадением прохождений по диску звезды других, на тот момент ещё неизвестных планет системы. Более тщательные наблюдения системы позволили обнаружить настоящую третью планету вместе с ещё четырьмя транзитными землеподобными планетами ( e , f , g и h ), параметры которых были представлены на пресс-конференции НАСА 22 февраля 2017 года и одновременно опубликованы в журнале Nature . Эти дополнительные наблюдения были выполнены с помощью нескольких наземных телескопов и космического телескопа « Спитцер », измерявшего блеск звезды в течение почти 20 суток в сентябре 2016 года. Таким образом, общее число планет в системе достигло семи, при этом период обращения TRAPPIST-1h не был точно измерен «Спитцером», так как планета наблюдалась всего 1 раз. Но телескоп «Кеплер» в рамках миссии K2 наблюдал за изменениями яркости TRAPPIST-1 в двенадцатой области с 15 декабря 2015 по 4 марта 2017, соответственно, смог засечь больше транзитов и определить точный период обращения седьмой планеты . Месяц спустя, 13 апреля, используя эти же данные, были уточнены параметры всех планет в системе .

Параметры

Семь открытых экзопланет системы TRAPPIST-1 близки по размеру к Земле (их радиусы колеблются от 0,71 R ⊕ у TRAPPIST-1 h до 1,13 R ⊕ у TRAPPIST-1 g), а ориентировочная масса измерена с помощью тайминга транзитов. Периоды обращения вокруг родительской звезды для двух внутренних планет, b и c, составляют 1,51 и 2,42 суток, соответственно. Предполагалось, что обе планеты являются горячими аналогами Венеры . Однако, после измерения массы и плотности планет, оказалось, что аналогом Венеры может являться вторая планета — TRAPPIST-1 c, а первая планета, TRAPPIST-1 b, с большей вероятностью содержит много воды или других летучих веществ в своём составе . Период обращения третьей планеты первоначально определён не был и было предположено, что он лежит в пределах от 4,6 до 72,8 суток. Но, после публикации результатов анализа транзитов планет (сделанных телескопом «Спитцер»), было установлено, что первоначальное отождествление третьей планеты было ошибочным. Открытая в ходе новых наблюдений планета TRAPPIST-1 d обращается за 4,05 суток и имеет радиус 0,77 R ⊕ . Кроме того, на основе этих данных были открыты новые экзопланеты: TRAPPIST-1 e с орбитальным периодом в 6,1 суток и радиусом 0,92 R ⊕ ; TRAPPIST-1 f с орбитальным периодом в 9,2 суток и радиусом 1,04 R ⊕ ; TRAPPIST-1 g с орбитальным периодом в 12,3 суток и радиусом 1,13 R ⊕ ; а также седьмая по удалению планета — TRAPPIST-1 h. Из-за того, что «Спитцер» смог зафиксировать только один транзит планеты, её параметры вначале не были определены точно (орбитальный период был вычислен по продолжительности транзита и предполагался равным примерно 20 дням, а радиус — 0,75 R ⊕ ) . После обработки наблюдений телескопа «Кеплер» стало известно, что на самом деле TRAPPIST-1 h обращается за 18 суток и имеет радиус 0,7 земного . Только месяцем позже стали известны её более точные параметры, а данные остальных планет системы были значительно уточнены. Оказалось, что массы в предыдущем исследовании оказались завышенными. Так, плотность шести планет указывает на наличие заметной доли воды и других летучих веществ в их составе. Четыре крайние планеты, а именно e, f, g и h, могут почти целиком состоять из воды. Только планета TRAPPIST-1 c имеет массу больше ранее предсказанной, и может содержать более 50 % железа в своём составе .

Также исходя из данных Кеплера, энтузиасты из проекта по любительскому поиску экзопланет « » предположили также наличие ещё одной планеты в системе, с орбитальным периодом в 26,736 суток . Однако это открытие пока не подтверждено в более надёжных источниках .

В следующей таблице показаны значения характеристик планет системы с погрешностями измерений :

Планета Радиус
( R ⊕ ) 		Масса
( M ⊕ ) 		Средняя плотность
( г/см³ ) 		Период обращения
( суток ) 		Большая полуось
( а.е. ) 		Эксцентриситет
TRAPPIST-1 b 1,086 ± 0,035 0,79 ± 0,27 3,4 ± 1,2 1,5108739 ± 0,0000075 0,01111 0,019 ± 0,008
TRAPPIST-1 c 1,056 ± 0,035 1,63 ± 0,63 7,63 ± 3,04 2,421818 ± 0,000015 0,01522 0,014 ± 0,005
TRAPPIST-1 d 0,772 ± 0,030 0,33 ± 0,15 3,95 ± 1,86 4,04982 ± 0,00017 0,02145 0,003 +0,004
−0,003
TRAPPIST-1 e 0,918 ± 0,039 0,24 +0,56
−0,24 		1,71 +4,0
−1,71 		6,099570 ± 0,000091 0,02818 0,007 ± 0,003
TRAPPIST-1 f 1,045 ± 0,038 0,36 ± 0,12 1,74 ± 0,61 9,20648 ± 0,00053 0,0371 0,011 ± 0,003
TRAPPIST-1 g 1,127 ± 0,041 0,566 ± 0,038 2,18 ± 0,28 12,35281 ± 0,00044 0,0451 0,003 ± 0,002
TRAPPIST-1 h 0,715 ± 0,047 0,086 ± 0,084 1,27 ± 1,27 18,76626 ± 0,00068 0,0596 0,086 ± 0,032

Резонансы

Орбитальные периоды всех известных планет системы кратны друг другу и находятся в резонансе . Это самая длинная цепочка резонансов среди экзопланет. Предполагается, что она возникла из-за взаимодействий, происходящих во время миграции планет из внешних регионов во внутренние после своего формирования в протопланетном диске. Если это так, то повышаются шансы обнаружить на этих планетах значительное количество воды .

Резонансы с первой планетой

TRAPPIST-1 b TRAPPIST-1 c TRAPPIST-1 d TRAPPIST-1 e TRAPPIST-1 f TRAPPIST-1 g TRAPPIST-1 h
Общий
резонанс 		24/24 24/15 24/9 24/6 24/4 24/3 24/2
Резонанс со
следующей
планетой 		8/5
(1,603) 		5/3
(1,672) 		3/2
(1,506) 		3/2
(1,509) 		4/3
(1,342) 		3/2
(1,519) 		—

Потенциальная обитаемость

Из семи известных на сегодня планет системы три находятся в обитаемой зоне TRAPPIST-1: d, e и f. Согласно измеренной плотности, планета b может либо иметь небольшое ядро, либо, что вероятнее, содержать значительную долю воды или других летучих веществ в своём составе. Ввиду слишком высокой температуры поверхности первых двух планет (+127°C и +69°C) поддержание воды в жидком виде на них крайне маловероятно. Планета f имеет достаточно низкую плотность и может являться планетой-океаном . По моделям, предложенным в Университете Корнелла , предполагается, что зона обитаемости у TRAPPIST-1 может быть шире, если рассматривать вулканический водород как потенциальный парниковый газ , способствующий повышению климатической температуры. Это значит, что в зону обитаемости могут попадать не три, а четыре планеты . Рентгеновское излучение короны TRAPPIST-1 примерно равно рентгеновскому излучению Проксимы Центавра , а ультрафиолетовое излучение ( Серия Лаймана ), создаваемое атомами водорода из хромосферного слоя звезды, расположенного под короной, у TRAPPIST-1 оказалось в 6 раз меньше ультрафиолетового излучения Проксимы Центавра. По этой причине две самые близкие к звезде планеты, TRAPPIST-1 b и TRAPPIST-1 c, могли потерять свои атмосферу и гидросферу за время от 1 до 3 миллиардов лет, если их начальные массы похожи на земные. Однако пополнение атмосферного водорода и кислорода может происходить за счёт фотодиссоциации воды, если планеты содержат её много в своём составе .

Температура и инсоляция планет системы TRAPPIST-1

TRAPPIST-1 b TRAPPIST-1 c TRAPPIST-1 d TRAPPIST-1 e TRAPPIST-1 f TRAPPIST-1 g TRAPPIST-1 h
Инсоляция ( I ⊕ ) 4,25 ± 0,33 2,27 ± 0,18 1,143 ± 0,088 0,662 ± 0,051 0,382 ± 0,030 0,258 ± 0,020 0,131 +0,081
−0,067
Равновесная
температура ( K ) 		400 342 288 251 219 199 167
Равновесная
температура ( °C ) 		+127 +69 +15 −22 −54 −74 −106

Равновесная температура планет в таблице приведена в предположении нулевого альбедо Бонда (то есть в отсутствие рассеяния падающего света атмосферой) и в отсутствие парникового эффекта атмосферы. Для сравнения, равновесная температура Земли на её орбите вокруг Солнца при тех же предположениях была бы равна 279 К , или +4 °C , Марса — 226 К , или −47 °C .

В ноябре 2017 года считалось, что активность звезды не позволяет её планетам удерживать и формировать атмосферу. Однако, в декабре того же года в одном из исследований было показано, что атмосфера может сохраниться и при такой агрессивной активности звезды, и для системы TRAPPIST-1 планеты g и h могут иметь атмосферу. Предполагается, что разрешить этот вопрос будет возможно посредством непосредственного наблюдения телескопом Джеймса Уэбба в 2021 году .

Галерея

  • Сравнение размеров Солнца и звезды TRAPPIST-1. Поскольку эффективная температура маленькой звезды намного ниже солнечной, она выглядит более красной.
    Сравнение размеров Солнца и звезды TRAPPIST-1. Поскольку эффективная температура маленькой звезды намного ниже солнечной, она выглядит более красной.
  • Сравнение размеров, плотности и освещенности планет системы TRAPPIST-1 с планетами Солнечной системы. Зеленым цветом выделена зона обитаемости.
    Сравнение размеров, плотности и освещенности планет системы TRAPPIST-1 с планетами Солнечной системы. Зеленым цветом выделена зона обитаемости.

См. также

Примечания

  1. ↑ от 7 июня 2019 на Wayback Machine , от 21 ноября 2019 на Wayback Machine .
  2. ↑ Van Grootel, Valerie; Fernandes, Catarina S.; Gillon, Michaël; Jehin, Emmanuel; Scuflaire, Richard; Burgasser, Adam J.; Burdanov, Artem; Delrez, Laetitia; Demory, Brice-Olivier; de Wit, Julien; Queloz, Didier; Triaud, Amaury H. M. J. Stellar parameters for TRAPPIST-1 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 2018. — January ( vol. 853 , no. 1 ). — P. 30 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  3. ↑ Burgasser A. J., Mamajek E. E. (2017). "On the Age of the TRAPPIST-1 System". arXiv : [ ]. {{ cite arXiv }} : Неизвестный параметр |accessdate= игнорируется ( справка ) ; Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры: |version= ( справка )
  4. ↑ Vida K., Kővári Zs., Pál A., Oláh K., Kriskovics L. Frequent Flaring in the TRAPPIST-1 System—Unsuited for Life? (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2017. — Vol. 841. — Iss. 2 . — P. 124. — ISSN . — doi : . — arXiv : . [ ]
  5. ↑ (англ.) . SIMBAD . Centre de Données astronomiques de Strasbourg . Дата обращения: 22 ноября 2019. 22 октября 2018 года.
  6. ↑ Luger R. et al. A seven-planet resonant chain in TRAPPIST-1 (англ.) // Nature Astronomy. — 2017. — Vol. 1. — Iss. 6 . — P. 0129. — ISSN . — doi : . — arXiv : . [ ]
    Luger R.; et al. (2017). "A terrestrial-sized exoplanet at the snow line of TRAPPIST-1". arXiv : [ ]. {{ cite arXiv }} : Неизвестный параметр |accessdate= игнорируется ( справка ) ; Неизвестный параметр |version= игнорируется ( справка ) ; Явное указание et al. в: |author= ( справка )
  7. Jönsson H., Holtzman J. A., Allende Prieto C., Cunha K., García-Hernández D. A., Hasselquist S., Masseron T., Osorio Y., Shetrone M., Smith V. et al. (англ.) // The Astronomical Journal / , — New York City: IOP Publishing , AAS , University of Chicago Press , AIP , 2020. — Vol. 160, Iss. 3. — ISSN ; — —
  8. Alonso E. D., Caballero J. A., Montes D., Juez F. J. d. C., Dreizler S., Dubois F., Jeffers S. V., Lalitha S., Naves R., Reiners A. et al. (англ.) // Astronomy and Astrophysics / — EDP Sciences , 2019. — Vol. 621. — P. 126–126. — ISSN ; ; ; — —
  9. (англ.) . Centre de Données astronomiques de Strasbourg . simbad.u-strasbg.fr. Дата обращения: 22 ноября 2019. 10 апреля 2019 года.
  10. Jeffrey Kluger. (англ.) . Time . Дата обращения: 22 ноября 2019. 7 июня 2019 года.
  11. Kenneth Chang. (англ.) . The New York Times (22 февраля 2017). Дата обращения: 22 февраля 2017. 23 апреля 2019 года.
  12. Koren, Marina (англ.) . The Atlantic . Дата обращения: 22 февраля 2017. 22 февраля 2017 года.
  13. ↑ Gillon M. et al. Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1 (англ.) // Nature. — 2017. — Vol. 542. — Iss. 7642 . — P. 456—460. — ISSN . — doi : . — arXiv : . [ ]
  14. ↑ Gillon M. et al. Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star (англ.) // Nature. — 2016. — Vol. 533. — Iss. 7602 . — P. 221—224. — ISSN . — doi : . [ ]
  15. ↑ Владислава Ананьева. . Секция Совета РАН по космосу . Институт космических исследований Российской академии наук (17 марта 2017). Дата обращения: 22 ноября 2019. 25 сентября 2020 года.
  16. Gillon, Michaël. : Это, возможно, самое перспективное место для поиска жизни вне Солнечной системы : Научный релиз eso1615ru : [ рус. ] : [ 29 ноября 2019 ] / Michaël Gillon, Kirill Maslennikov, Julien de Wit … [ и др. ] . — 2016. — 2 мая.
  17. (англ.) . Université de Liège . Дата обращения: 22 ноября 2019. Архивировано из 5 мая 2016 года.
  18. Уласович, Кристина. : [ рус. ] : [ 26 февраля 2017 ] // N+1 : электр. изд. — 2017. — 22 февраля.
  19. ↑ Wang, Songhu. Updated Masses for the TRAPPIST-1 Planets : [ англ. ] / Songhu Wang, Dong-Hong Wu, Thomas Barclay … [ et al. ] // arXiv. — 2017. — 13 April. — arXiv : .
  20. ↑ от 29 апреля 2014 на Wayback Machine , от 7 марта 2020 на Wayback Machine
  21. . exoplanet.eu . Дата обращения: 23 февраля 2017. 4 октября 2018 года.
  22. (англ.) . Talk Planet Hunters 3. — «Interestingly the planet candidate with period 26.736 does not show in the Spitzer lightcurve». Дата обращения: 22 ноября 2019. 27 августа 2019 года.
  23. . Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) . — «P=26.74 days, starting at BKJD 2923.195, duration 1.5 hours, depth 0.0099 (planet Y)».
  24. (англ.) // arXiv. — 2017. — 23 февраля. 20 марта 2017 года.
  25. Макаров, Василий . Новые исследования . Популярная Механика (1 марта 2017). Дата обращения: 22 ноября 2019. 8 мая 2017 года.
  26. Bourrier, V. Reconnaissance of the TRAPPIST-1 exoplanet system in the Lyman-α line / V. Bourrier, D. Ehrenreich, P. J. Wheatley … [ и др. ] // Astronomy & Astrophysics. — 2017. — Vol. 599, no. March (23 февраля). — P. L3. — arXiv : . — doi : .
  27. George H. A. Cole, Michael M. Woolfson. Planetary Science: The Science of Planets around Stars. — 2nd Ed. — CRC Press, 2013. — 607 p. — от 24 марта 2017 на Wayback Machine . — ISBN 978-1-4665-6316-2
  28. Василий Макаров. . Популярная механика (4 января 2018). Дата обращения: 22 ноября 2019. 19 сентября 2020 года.

Ссылки

  • (англ.) — официальный сайт TRAPPIST-1
  • (англ.) . Exoplanet Exploration . NASA. — Система TRAPPIST-1 на сайте NASA. Дата обращения: 3 августа 2019.
  • Кешелава, Тимур . найден очередной аналог Солнечной системы . Индикатор (22 февраля 2017). Дата обращения: 23 февраля 2017.
  • Шартогашева, Анастасия . Популярная Механика (22 февраля 2017). Дата обращения: 3 августа 2019.
Источник —

ayesha
  • 2021-10-17
  • 1
  • Tags:

Same as TRAPPIST-1

The title for the last searches