Астрономия

Как был обнаружен Траппист-1?

Как был обнаружен Траппист-1?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Я задавал все вопросы в этом сообществе, связанные с TRAPPIST-1 чтобы узнать, как были обнаружены планеты от TRAPPIST-1b до TRAPPIST-1h, но их нет.

Как они были обнаружены?


Звезда в центре TRAPPIST-1 называется 2MASS J23062928-0502285. Он был обнаружен в рамках двухмикронного обзора всего неба (2MASS), в ходе которого с 1997 по 2001 год было получено изображение всего неба в инфракрасном диапазоне. В результате был составлен каталог из более чем 300 миллионов объектов. Сам TRAPPIST-1 был каталогизирован в 1999 году. Название фактически является его координатами в прямом восхождении и склонении.

Планеты TRAPPIST-1 были открыты методом транзитной фотометрии. Это работает так: телескоп наблюдает за звездой в течение определенного периода времени и регистрирует количество света, исходящего от звезды. Они отображают, сколько света исходит от звезды, как функцию времени, создавая кривую блеска. Если они видят периодические падения интенсивности от звезды, высока вероятность того, что у этой звезды есть планета на орбите вокруг нее. Планета блокирует свет звезды каждый раз, когда он проходит между нами и звездой. Это вызывает провалы на кривой блеска. Одним из преимуществ этого метода является то, что вы можете сканировать несколько звезд в одном поле зрения, анализируя их все на предмет наличия планет.

Измеряя, сколько времени требуется планетам, чтобы пройти перед звездой, сколько света она блокирует и как часто они вращаются по орбите, ученые могут вычислить массы этих планет и как далеко они находятся от звезды, используя законы движения Кеплера. .

TRAPPIST-1 был первоначально определен как имеющий планеты, вращающиеся вокруг него, командой Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope - South. По их данным они определили, что у него есть как минимум 3 планеты. Одна из этих планет находилась в обитаемой зоне звезды. Они опубликовали свои результаты в журнале Природа в мае 2016 г.

После того, как TRAPPIST определил, что система окружена планетами, НАСА обучило на ней космический телескоп Спитцера. Наземные наблюдения Trappist-1 затруднены из-за его тусклости. Инфракрасный телескоп Спитцер провел более точные измерения кривых блеска и определил, что вокруг него вращается по крайней мере 7 планет, 3 из которых находятся в обитаемой зоне. Дополнительные наблюдения были выполнены множеством других телескопов, включая Очень Большой телескоп, UKIRT, Ливерпульский телескоп и телескоп Уильяма Гершеля. Результаты также были опубликованы в Природа.

Вот изображение, показывающее кривую блеска системы TRAPPIST-1, измеренную Спитцером.


Карликовая звезда 2MASS J23062928-0502285 была впервые внесена в каталог в 1999 году, если я правильно понимаю.

В мае прошлого года (2016 г.) объект «Малый телескоп на транзитных планетах и ​​планетезималах - Юг» (TRAPPIST) (его автоматический телескоп размером 0,6 м в Чили) опубликовал свои наблюдения за карликовой звездой и объявил, что они обнаружили 3 экзопланеты, вращающиеся вокруг нее.

Затем за их наблюдениями последовали VLT и космический телескоп Spitzer (и другие), и 500 часов наблюдений с SST привели к объявлению об обнаружении дополнительных 4 экзопланет, и в дальнейшем они могут использовать Эти данные позволяют измерить размеры и массу 6 из них.

Вики предоставляет:

https://en.wikipedia.org/wiki/TRAPPIST

https://en.wikipedia.org/wiki/TRAPPIST-1

http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=2MASS+J23062928-0502285#lab_notes


Открытие, опубликованное в журнале Nature, было сделано астрономами с помощью охоты НАСА за экзопланетами. Космический телескоп Спитцера.

Телескоп работает на инфракрасных длинах волн, которые ярче всего светятся от TRAPPIST-1, и может обнаруживать крошечное затемнение, которое происходит, когда проходящая или «проходящая» планета блокирует свет от своей звезды.

Данные Спитцера позволили команде точно измерить размеры семи планет и оценить массы и плотности шести из них.

Спитцер был запущен в 2003 году и никогда не предназначался для пребывания в космосе так долго, но телескоп до сих пор делает открытия, выходящие за рамки того, что можно было вообразить. Он следует по орбите Земли вокруг Солнца, но движется немного медленнее, поэтому со временем удаляется от Земли. Сейчас он находится на «заключительном» этапе, который продлится до 2018 года.

Для получения дополнительной информации:

1) https://www.theguardian.com/science/2017/feb/22/thrilling-discovery-of-seven-earth-sized-planets-discovered-orbiting-trappist-1-star

2) https://www.nasa.gov/press-release/nasa-telescope-reveals-largest-batch-of-earth-size-habitable-zone-planets-around/


Траппист-1 был впервые внесен в каталог исследования 2MASS около 17 лет назад и имеет каталожный номер 2MASS J23062928-0502285.

Гизис и др. Идентифицировали ее как звезду сверхмалой массы со спектральным классом M7,5. (2000) и Cruz et al. (2003), используя комбинацию 2MASS и собственного движения.

Причина, по которой это отслеживалось траппистским телескопом, заключается в том, что Коста и др. Нашли достаточно близкое расстояние ($ 12,2 pm 0,4 $ pc). (2006) (который присвоил ей спектральный класс M8), поэтому она довольно яркая для звезды своего типа при $ V = 18,8 $.


Еще одна причина интереса. Поскольку звезда такая тусклая и маленькая, ее признаки в инфракрасном диапазоне выделяются намного лучше, чем у звезды, похожей на Солнце. Звезда была описана как «ультрахолодный коричневый карлик», что означает, что внутри нее не так много ядерного синтеза. Планеты невероятно близки к своей звезде (намного ближе, чем Меркурий в нашей системе), поэтому они относительно теплые.

Кроме того, чтобы планеты вообще можно было найти, существует причудливое выравнивание, при котором все планетные орбиты выровнены так, что они затмевают свою родительскую звезду с нашей точки зрения - все они движутся по эклиптике - `` обеденной тарелке '', образованной их круги вокруг своей родительской звезды.

Ни то, ни другое не было бы правдой, если бы мы смотрели на нашу собственную солнечную систему издалека - Солнце заглушило бы сигнатуры планет размером с Землю с помощью современных телескопов, и только одна или две планеты в нашей системе прошли бы впереди. Солнца из-за того, что орбиты в нашей солнечной системе наклонены выше и ниже эклиптики. Так что это большая удача.

Обсуждение планет как «земных» - ОГРОМНОЕ натяжение. Это не газовые гиганты, подобные Юпитеру, и их размер указывает на то, что они, вероятно, скалистые. Но Земля и Венера будут выглядеть одинаково с этого расстояния - а поверхность Венеры находится около 1000F с атмосферным давлением в 100 раз больше, чем у Земли.

Что касается посещения - самые передовые планы межзвездных космических кораблей предполагают «корабли» весом в несколько граммов, движущиеся со скоростью несколько процентов от скорости света. Таким микрозондам потребуется несколько сотен лет, чтобы добраться до этой системы.

Большое волнение вызывает то, что, имея такую ​​маленькую и тусклую звезду, космические телескопы в ближайшем будущем смогут собирать инфракрасные сигнатуры планет и, таким образом, определять состав атмосферы, что на сегодняшний день невозможно с другими «земными» планетами. А с 7 примерами у нас будет первая реальная статистика «земных» характеристик экзопланет.


Жизнь в этих звездных системах могла обнаружить Землю

Вид на Землю и Солнце с высоты тысячи миль над нашей планетой. Звезды, входящие и выходящие из положения, где они могут видеть Землю как транзитную планету вокруг нашего Солнца, становятся ярче. Предоставлено: OpenSpace / Американский музей естественной истории.

Ученые из Корнельского университета и Американского музея естественной истории определили 2034 близлежащих звездных системы - в пределах небольшого космического расстояния в 326 световых лет - которые могут найти Землю, просто наблюдая, как наша бледно-голубая точка пересекает наше Солнце.

Это 1715 звездных систем, которые могли бы обнаружить Землю с момента расцвета человеческой цивилизации около 5000 лет назад, и еще 319 звездных систем, которые будут добавлены в течение следующих 5000 лет.

Экзопланеты вокруг этих близлежащих звезд имеют космическое место в первом ряду, чтобы увидеть, есть ли на Земле жизнь, заявили ученые в исследовании, опубликованном 23 июня в Природа.

«С точки зрения экзопланет, мы инопланетяне», - сказала Лиза Калтенеггер, профессор астрономии и директор Корнельского института Карла Сагана в Колледже искусств и наук.

«Мы хотели знать, какие звезды имеют правильную точку обзора, чтобы увидеть Землю, поскольку она блокирует свет Солнца», - сказала она. «И поскольку звезды движутся в нашем динамическом космосе, эта точка зрения приобретается и теряется».

Калтенеггер и астрофизик Джеки Фээрти, старший научный сотрудник Американского музея естественной истории и соавтор книги «Звезды прошлого, настоящего и будущего, которые могут видеть Землю как транзитную экзопланету», использовали положения и движения из каталога Gaia eDR3 Европейского космического агентства. чтобы определить, какие звезды входят в транзитную зону Земли и выходят из нее и на какой срок.

«Гайя предоставила нам точную карту галактики Млечный Путь, - сказал Фаэрти, - что позволяет нам смотреть назад и вперед во времени и видеть, где звезды были расположены и куда они движутся».

Из 2034 звездных систем, прошедших через транзитную зону Земли за исследованный период в 10 000 лет, 117 объектов находятся в пределах примерно 100 световых лет от Солнца, и 75 из этих объектов находились в транзитной зоне Земли с момента появления коммерческих радиостанций на Земле. начали вещание в космос около века назад.

Ученые из Корнельского университета и Американского музея естественной истории определили 2034 близлежащих звездных системы, которые могут найти Землю, просто наблюдая, как наша бледно-голубая точка пересекает наше Солнце. Предоставлено: NASA / AMNH OpenSpace через Д. Дезира.

«Наш солнечный район - это динамичное место, где звезды входят и выходят из этой идеальной точки обзора, чтобы увидеть, как Земля быстро проходит мимо Солнца», - сказал Фаэрти.

В каталог 2034 звездных систем включены семь известных экзопланет. Каждый из этих миров имел или будет иметь возможность обнаружить Землю, точно так же, как земные ученые обнаружили тысячи миров, вращающихся вокруг других звезд с помощью транзитной техники.

Наблюдая, как далекие экзопланеты проходят - или пересекают - свое собственное солнце, астрономы Земли могут интерпретировать атмосферу, освещенную этим солнцем сзади. Если на экзопланетах есть разумная жизнь, они смогут наблюдать за Землей, освещенной солнцем, и видеть химические признаки жизни в нашей атмосфере.

Система Росс 128 с красной карликовой звездой-хозяином, расположенной в созвездии Девы, находится на расстоянии около 11 световых лет от нас и является второй по близости системой с экзопланетой размером с Землю (примерно в 1,8 раза больше нашей планеты). Любые обитатели этого экзомира могли видеть, как Земля проходит через наше собственное Солнце в течение 2158 лет, примерно 3057 лет назад они потеряли свою точку обзора около 900 лет назад.

В системе Trappist-1, находящейся на расстоянии 45 световых лет от Земли, находятся семь транзитных планет размером с Землю, четыре из которых находятся в умеренной, обитаемой зоне этой звезды. Хотя мы обнаружили экзопланеты вокруг Trappist-1, они не смогут обнаружить нас, пока их движение не приведет их в транзитную зону Земли через 1642 года. Потенциальные наблюдатели системы Trappist-1 останутся в креслах космического транзитного стадиона в течение 2371 года.

«Наш анализ показывает, что даже самые близкие звезды обычно проводят более 1000 лет в выгодной точке, откуда они могут видеть транзит Земли», - сказал Калтенеггер. «Если мы предположим, что верно обратное, это обеспечит здоровую временную шкалу для номинальных цивилизаций, чтобы идентифицировать Землю как интересную планету».

Космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого ожидается в этом году, должен детально изучить несколько транзитных миров, охарактеризовать их атмосферы и, в конечном итоге, найти признаки жизни.

Инициатива Breakthrough Starshot - это амбициозный проект, направленный на запуск космического корабля наноразмеров к ближайшей экзопланете, обнаруженной вокруг Проксимы Центавра, в 4,2 световых годах от нас, и полностью охарактеризовать этот мир.

«Можно представить, что миры за пределами Земли, которые уже обнаружили нас, строят те же планы в отношении нашей планеты и солнечной системы», - сказал Фаэрти. «Этот каталог - интригующий мысленный эксперимент, для которого один из наших соседей может найти нас».


СОДЕРЖАНИЕ

Радиус, масса и температура Править

TRAPPIST-1d был обнаружен транзитным методом, что позволило ученым точно определить его радиус. Планета около 0,784 R с небольшой погрешностью около 147 км. Вариации времени прохождения и сложное компьютерное моделирование помогли точно определить массу планеты, что привело к тому, что ученые смогли рассчитать ее плотность, поверхностную гравитацию и состав. TRAPPIST-1d составляет всего 0,297 M , что делает его одной из наименее массивных экзопланет, которые когда-либо были обнаружены. Его плотность составляет 61,6% от плотности Земли (3,39 г / см 3), а гравитация чуть меньше половины. Его масса, плотность и сила тяжести являются самыми низкими во всей системе TRAPPIST-1. Кроме того, плотность TRAPPIST-1d указывает на преимущественно каменистый состав, около ≤5% его массы находится в виде летучего слоя. Летучий слой TRAPPIST-1d может состоять из слоев атмосферы, океана и / или льда. [1] TRAPPIST-1d имеет равновесную температуру 282,1 K (9,0 ° C 48,1 ° F) при альбедо 0. [2] Для земного альбедо 0,3 равновесная температура планеты составляет около 258 K (- 15 ° C 5 ° F), что очень похоже на Землю при 255 K (−18 ° C −1 ° F). [7]

Орбита Править

TRAPPIST-1d - это планета, находящаяся на близкой орбите, для завершения одного полного обращения по которой требуется всего 4,05 дня (около 97 часов). [2] Он вращается на расстоянии всего 0,02228 а.е. от родительской звезды, или примерно 2,2% расстояния между Землей и Солнцем. [1] Для сравнения, Меркурий, самая внутренняя планета нашей Солнечной системы, обращается за 88 дней на орбиту на расстоянии около 0,38 а.е. Размер TRAPPIST-1 и близкая орбита TRAPPIST-1d вокруг него означает, что звезда, видимая с планеты, кажется в 5,5 раз больше Солнца с Земли. В то время как планета на расстоянии TRAPPIST-1d от нашего Солнца была бы выжженным миром, низкая светимость TRAPPIST-1 означает, что планета получает только в 1,043 раза больше солнечного света, чем Земля, что помещает ее во внутреннюю часть консервативной зоны обитания. [2]

Ведущая звезда Править

Планета вращается вокруг ультрахолодной карликовой звезды (типа M) TRAPPIST-1. Звезда имеет массу 0,089 M (близко к границе между коричневыми карликами и водородосодержащими звездами) и радиусом 0,121 R . Он имеет температуру 2516 К (2243 ° C 4069 ° F) и возраст от 3 до 8 миллиардов лет. Для сравнения, возраст Солнца составляет 4,6 миллиарда лет [8], а его температура составляет 5778 К (5504,85 ° C, 9940,73 ° F). [9] Звезда богата металлами, с металличностью ([Fe / H]) 0,04, или 109% солнечного количества. Это особенно странно, поскольку можно ожидать, что такие маломассивные звезды вблизи границы между коричневыми карликами и водородосодержащими звездами будут содержать значительно меньше металлов, чем Солнце. Его светимость (L ) составляет 0,05% от солнечной.

Звезды, подобные TRAPPIST-1, способны жить до 4–5 триллионов лет, что в 400–500 раз дольше, чем будет жить Солнце (у Солнца осталось всего около 8 миллиардов лет жизни, что чуть больше половины его жизни). [10] Из-за этой способности жить в течение длительных периодов времени вполне вероятно, что TRAPPIST-1 будет одной из последних оставшихся звезд, когда Вселенная будет намного старше, чем сейчас, когда газ, необходимый для образования новых звезд, будет истощаются, а оставшиеся начинают отмирать.

Видимая величина звезды или ее яркость с точки зрения Земли составляет 18,8. Поэтому он слишком тусклый, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом (предел 5,5).

Звезда не только очень маленькая и далекая, она также излучает сравнительно мало видимого света, в основном в невидимом инфракрасном диапазоне. Даже находясь в непосредственной близости от TRAPPIST-1d, примерно в 50 раз ближе, чем Земля от Солнца, планета получает менее 1% видимого света, который Земля видит от нашего Солнца. Это, вероятно, сделало бы дни на TRAPPIST-1d никогда не ярче, чем сумерки на Земле. Однако это по-прежнему означает, что TRAPPIST-1 может легко сиять в небе TRAPPIST-1d как минимум в 3000 раз ярче, чем полная луна в ночном небе Земли.

Модели и ученые расходятся во мнениях относительно того, указывают ли их конвергентные решения из данных TRAPPIST-1d на земную пригодность или на серьезный парниковый эффект.

В некоторых отношениях эта экзопланета - одна из наиболее похожих на Землю найденных. Намного меньше Земли, что может повлиять на ее магнитосферу, на поверхности она принимает чуть больше, чем радиация нашей планеты. У него нет атмосферы на основе водорода или гелия, что делает крупнейшие планеты необитаемыми. На планете также может быть жидкая и атмосферная вода, во много раз больше, чем на Земле. [1] Скорее всего, приливно-отливная плотная атмосфера может быть достаточной для передачи тепла более холодной темной стороне.

Большинство моделей Вашингтонского университета для TRAPPIST-1d сильно сходятся на планете, подобной Венере, с необитаемой атмосферой. [5] Он находится во внутренней части ожидаемой обитаемой зоны своей родительской звезды (где, с весьма незначительным отклонением от земной магнитосферы, истории бомбардировок, истории звезд / планет и газов, жидкая вода будет на поверхности). Усовершенствованное трехмерное моделирование сводится к безудержному парниковому эффекту, в некоторых решениях немного воды сохраняется после ранней горячей фазы в истории планеты. [11] [12]

TRAPPIST-1d может противостоять этому нагреву, особенно если он имеет земное альбедо ≥0,3, согласно другим исследованиям. Те же исследователи отмечают, что такая близость к звезде-хозяину имеет тенденцию повышать геотермальную активность и приливно нагреть дно любых морей. [13]

Группа астрономов под руководством Михаэля Гиллона из Института астрофизики и геофизики Льежского университета [14] в Бельгии использовала телескоп TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) в обсерватории Ла Силья в пустыне Атакама, Чили, [15] для наблюдения за TRAPPIST-1 и поиска планет на орбите. Используя транзитную фотометрию, они обнаружили три планеты размером с Землю, вращающиеся вокруг карликовой звезды, две самые внутренние приливно привязаны к своей родительской звезде, в то время как самая внешняя, похоже, находится либо в обитаемой зоне системы, либо за ее пределами. [16] [17] Команда сделала свои наблюдения с сентября по декабрь 2015 года и опубликовала свои выводы в майском выпуске журнала за 2016 год. Природа. [15] [18]

Первоначальное заявление и предполагаемый размер планеты были пересмотрены, когда в 2017 году была раскрыта полная система из семи планет:


Астрономическая картинка дня

Откройте для себя космос! Каждый день появляется новое изображение или фотография нашей увлекательной вселенной, а также краткое объяснение, написанное профессиональным астрономом.

2016 7 мая
Три мира для TRAPPIST-1
Изображение предоставлено: ESO / М. Корнмессер

Объяснение: Три новых найденных мира вращаются вокруг ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1, всего в 40 световых годах от нас. Их транзиты были впервые обнаружены бельгийскими роботами. TRAnsiting планеты и ппереулки Sторговый центр Ттелескоп TRAPPIST в обсерватории ESO Ла Силья в Чили. Все недавно обнаруженные экзопланеты по размеру похожи на Землю. Поскольку они вращаются очень близко к своей слабой крошечной звезде, у них также могут быть области, где температура поверхности допускает присутствие жидкой воды, ключевого ингредиента для жизни. Их дразнящая близость к Земле делает их главными кандидатами для будущих телескопических исследований атмосфер этих потенциально обитаемых планет. Все три мира появляются в видении этого художника, в воображаемой сцене у горизонта самой удаленной планеты системы. Конечно, внутренняя планета проходит через тусклую красную родительскую звезду размером почти с Юпитер.


Ссылки

Жюльен де Вит - научный сотрудник, работающий в Seager Group. Он был членом международной группы, в которую входили астрономы из Массачусетского технологического института и Льежского университета в Бельгии, которые сообщили об открытии семи планет размером с Землю, вращающихся вокруг TRAPPIST-1 в феврале 2017 года. Де Вит возглавлял группу по изучению атмосфер планет. , состав которых может дать важные подсказки относительно того, есть ли на этих планетах признаки жизни.


Touring Trappist-1: `` Невероятная '' звездная система может вместить жизнь

Хотя будущие телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА и Европейский чрезвычайно большой телескоп, могут рассказать нам об атмосфере планет Траппист-1 и, возможно, немного о том, что происходит на их поверхности, может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем сделать прямое изображение. чтобы увидеть, как они могут выглядеть человеческими глазами. Команда Гиллона сообщила журналистам, что планеты, вероятно, слишком близки к своей звезде, чтобы получить такое изображение.

Но соавтор исследования Амори Трио из Кембриджского университета сказал, что если бы вы могли стоять на поверхности одной из планет, вы бы получали гораздо меньше света от звезды в небе, что, возможно, сопоставимо с количеством света, которое мы получаем сразу после солнце зашло вечером.

Однако солнце, вероятно, никогда не зайдет на дневную сторону планет Траппистов-1, поскольку они, вероятно, заблокированы приливом, то есть они не вращаются вокруг оси и всегда обращены к своей звезде одной и той же стороной, как и Луна. к Земле.

/> Увеличить изображение

Представьте, что вы стоите на поверхности экзопланеты Trappist-1f. Концепция этого художника - одна из интерпретаций того, как это могло бы выглядеть.

«Зрелище (с поверхности одной из планет) было бы прекрасным, потому что время от времени вы видели бы другую планету, может быть вдвое больше Луны в нашем небе», - объяснил Трио, добавив, что Траппист-1 может показаться на десять в разы больше в небе, чем солнце для нас, и быть цвета лосося.

Это видение того, какими могут быть эти недавно обнаруженные кузены нашей планеты, в значительной степени является обоснованным предположением на данный момент. Ожидайте, что многие телескопы повернутся в направлении Водолея и Трапписта-1 в ближайшие годы, чтобы раскрыть его секреты.

«В ближайшие месяцы люди будут получать все больше и больше новостей об этой системе», - сказал Гиллон. «История действительно только начинается».


СОДЕРЖАНИЕ

Масса, радиус и температура

TRAPPIST-1h имеет радиус 0,773 R , массой 0,331 М , и около 56% силы тяжести на поверхности Земли. Он имеет плотность 3,97 г / см3, что очень похоже на Марс. Учитывая эту плотность, около ≤5% его массы должна составлять вода, вероятно, в форме толстой ледяной оболочки, поскольку она получает только около 13% звездного потока, который получает Земля. Он имеет равновесную температуру 169 К (-104 & # 160 ° C -155 & # 160 ° F), как и южный полюс Земли.

Принимающая звезда

TRAPPIST-1h вращается вокруг сверххолодной карликовой звезды TRAPPIST-1. Это 0,121 Р & # x2609 и 0,089 М & # x2609, с температурой 2511 К и возрастом от 3 до 8 миллиардов лет. Для сравнения: Солнце имеет температуру 5778 К и возраст около 4,5 миллиарда лет. TRAPPIST-1 также очень тусклый, его яркость примерно в 0,0005 раз превышает яркость Солнца. Видимая величина звезды или ее яркость с точки зрения Земли составляет 18,8. Поэтому он слишком тусклый, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом.

Орбита

Несмотря на то, что это самая далекая из известных планет в своей системе, TRAPPIST-1h вращается вокруг своей звезды с периодом обращения 18,868 дней и радиусом орбиты около 0,0619 а.е. Это даже меньше, чем орбита Меркурия вокруг Солнца (около 0,38 а.е.). & # 916 & # 93

Может содержать воду

Хотя орбита TRAPPIST-1h находится в пределах линии инея его звезды, он может содержать жидкую воду & # 917 & # 93 & # 918 & # 93 под H2-обогащенная атмосфера, изначальная или возникающая в результате непрерывной дегазации в сочетании с внутренним нагревом. & # 916 & # 93 Он также потенциально может содержать подземный океан из-за приливного нагрева, который может привести к вулканической активности и образованию гейзеров.


Хаббл исследовал атмосферы экзопланет в обитаемой зоне TRAPPIST-1

Эта концепция художника появилась на обложке журнала Nature 23 февраля 2017 года, в которой было объявлено, что у ближайшей звезды TRAPPIST-1, ультра-холодного карлика, есть семь планет размером с Землю, вращающихся вокруг нее. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения - Калтех.

Астрономы с помощью космического телескопа NASA & rsquos Hubble провели первый спектроскопический обзор планет размером с Землю (d, e, f и g) в обитаемой зоне вокруг ближайшей звезды TRAPPIST-1. Это исследование является продолжением наблюдений Хаббла, сделанных в мае 2016 года за атмосферой внутренних планет b и c системы TRAPPIST-1.

Хаббл показывает, что по крайней мере три экзопланеты (d, e и f), похоже, не содержат пухлой, богатой водородом атмосферы, подобной газообразным планетам, таким как Нептун.

Дополнительные наблюдения необходимы для определения содержания водорода в атмосфере четвертой планеты. Водород - это парниковый газ, который задыхает планету, вращающуюся вблизи своей звезды, делая ее горячей и негостеприимной для жизни. Результаты, напротив, отдают предпочтение более компактным атмосферам, таким как у Земли, Венеры и Марса.

Не обнаруживая наличия большого количества водорода в атмосферах планет, Хаббл помогает проложить путь для космического телескопа НАСА Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на 2019 год. Уэбб будет исследовать более глубокие атмосферы планет в поисках более тяжелых газов, таких как как углекислый газ, метан, вода и кислород. Присутствие таких элементов могло указывать на то, могла ли существовать жизнь или планета была обитаемой.

«Хаббл проводит предварительную разведку, чтобы астрономы, использующие Уэбба, знали, с чего начать», - сказал Николь Льюис из Научного института космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, соруководитель исследования Хаббла. «Исключение одного из возможных сценариев состава этих атмосфер позволяет астрономам телескопа Уэбба планировать свои программы наблюдений для поиска других возможных сценариев состава этих атмосфер».

Планеты вращаются вокруг красного карлика, который намного меньше и холоднее нашего Солнца. Четыре инопланетных мира являются членами системы из семи планет вокруг TRAPPIST-1. Все семь планетных орбит ближе к своей родительской звезде, чем Меркурий к нашему Солнцу. Несмотря на близость планет к TRAPPIST-1, звезда настолько холоднее, чем наше Солнце, что жидкая вода может существовать на поверхности планет.

Две из этих планет были обнаружены в 2016 году TRAPPIST (Малый телескоп транзитных планет и Planetesimals) в Чили. Космический телескоп NASA & rsquos Spitzer и несколько наземных телескопов обнаружили пять дополнительных, увеличив общее количество до семи. Система TRAPPIST-1 расположена примерно в 40 световых годах от Земли.

«Никто и не ожидал найти такую ​​систему», - сказала член команды Ханна Уэйкфорд из STScI. Все они пережили одну и ту же звездную историю, потому что они вращаются вокруг одной звезды. Это золотая жила для описания миров размером с Землю & rdquo.

Наблюдения Хаббла использовали тот факт, что планеты пересекают свою звезду каждые несколько дней. Используя камеру Wide Field Camera 3, астрономы проводили спектроскопические наблюдения в инфракрасном свете, ища признаки водорода, которые, если бы они присутствовали, могли бы просачиваться сквозь пухлую расширенную атмосферу. «Планеты достаточно близки к своей родительской звезде, и у них очень короткие орбитальные периоды, а это означает, что есть много возможностей для проведения наблюдений», - сказал Льюис.

Хотя Хаббл не нашел доказательств наличия водорода, исследователи подозревают, что в атмосфере планеты мог содержаться этот легкий газообразный элемент, когда они впервые образовались. Планеты могли образоваться дальше от своей родительской звезды в более холодной области газообразного протозвездного диска, который когда-то окружал молодую звезду.

«Сейчас система динамически стабильна, но планеты не могли образоваться в этой плотной упаковке», - сказал Льюис. & ldquoОни слишком близко друг к другу, так что они, должно быть, перебрались туда, где мы их видим. Их изначальные атмосферы, в основном состоящие из водорода, могли выкипеть по мере приближения к звезде, а затем планеты образовали вторичные атмосферы ».

Напротив, каменистые планеты в нашей солнечной системе, вероятно, образовались в более горячих и сухих регионах, ближе к Солнцу. «В нашей Солнечной системе нет аналогов этим планетам», - сказал Уэйкфорд. Исследователи обнаружили, что многие из наиболее распространенных экзопланет не имеют аналогов в нашей Солнечной системе. Таким образом, наблюдения Хаббла - это уникальная возможность исследовать необычную систему & rdquo.

Команда Хаббла планирует провести последующие наблюдения в ультрафиолетовом свете, чтобы найти следы водорода, покидающие атмосферы планет, образовавшиеся в результате процессов, в которых участвует вода или метан, находящиеся ниже в их атмосферах.

Затем астрономы будут использовать телескоп Уэбба, чтобы помочь им лучше охарактеризовать атмосферы этих планет. Экзопланеты могут обладать целым рядом атмосфер, как и планеты земной группы в нашей Солнечной системе.

«Один из этих четырех может быть водным миром», - сказал Уэйкфорд. «Один может быть экзо-Венерой, а другой - экзо-Марсом. Это интересно, потому что у нас есть четыре планеты, которые находятся на разном расстоянии от звезды. Таким образом, мы можем узнать немного больше о нашей собственной разнообразной солнечной системе, потому что мы больше узнаем о том, как звезда TRAPPIST повлияла на ее массив планет ».

Результаты команды & rsquos будут опубликованы в выпуске журнала Nature Astronomy от 5 февраля.


Астрономы раскрывают новые подробности о семи замечательных скалистых планетах TRAPPIST-1

Измерение массы и диаметра планеты показывает ее плотность, которая может дать ученым ключ к разгадке ее состава. Ученые теперь знают плотность семи планет TRAPPIST-1 с большей точностью, чем любые другие планеты во Вселенной, кроме тех, что находятся в нашей солнечной системе. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения - Калтех.

Точные измерения показывают, что экзопланеты системы, обнаруженной исследователями Ульежа, имеют удивительно похожие плотности, что дает новые подсказки об их составе.

Новое международное исследование, проведенное астрофизиком Эриком Аголом из Вашингтонского университета и с участием многих ученых из ULiège (Институт астробиологии и STAR), позволило измерить плотности семи планет экзопланетной системы TRAPPIST-1 с чрезвычайной точностью, полученные значения указывают на очень высокую точность. аналогичные составы для всех планет. Этот факт делает систему еще более замечательной и помогает лучше понять природу этих увлекательных миров. Это исследование только что было опубликовано в Журнал планетарной науки.

Система TRAPPIST-1 является домом для самого большого количества планет, подобных по размеру нашей Земле, когда-либо обнаруженных за пределами нашей Солнечной системы. Обнаруженная в 2016 году исследовательской группой во главе с Микаэлем Гийоном, астрофизиком и старшим научным сотрудником FNRS (астробиология / факультет наук) в ULiège, система предлагает понимание огромного разнообразия планетных систем, которые, вероятно, населяют Вселенную.

С момента их обнаружения ученые изучали эти семь планет, используя множественные космические (телескопы NASA & # 8217s Kepler и Spitzer) и наземные телескопы (в частности, TRAPPIST и SPECULOOS). Один только телескоп Spitzer, управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА, обеспечил более 1000 часов целевых наблюдений за системой, прежде чем она была выведена из эксплуатации в январе 2020 года.

Три возможных интерьера экзопланет TRAPPIST-1. Все семь планет имеют очень похожую плотность, поэтому, вероятно, они имеют схожий состав. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения - Калтех.

Часы наблюдений, которые позволили уточнить имеющуюся у нас информацию об экзопланетной системе. “Since we can’t see the planets directly, we analyze in detail the variations of the apparent brightness of their star as they ‘transit’ it, i.e. as they passes in front of it,” explains Michaël Gillon.” Previous studies had already enabled astronomers to take precise measurements of the masses and diameters of the planets, which led to the determination that they were similar in size and mass to our Earth and that their compositions must have been essentially rocky.

“Our new study has greatly improved the precision of the densities of the planets, the measurements obtained indicating very similar compositions for these seven worlds,” says Elsa Ducrot, a doctoral student in Michaël Gillon’s team. “This could mean that they contain roughly the same proportion of materials that make up most rocky planets, such as iron, oxygen, magnesium and silicon, which make up our planet. “After correcting for their different masses, the researchers were able to estimate that they all have a density of around 8% less than the Earth’s, a fact that could have an impact on their compositions.

A different recipe

The authors of the study put forward three hypotheses to explain this difference in density with our planet. The first involves a composition similar to that of the Earth, but with a lower percentage of iron (about 21% compared to the 32% of the Earth). Since most of the iron in the Earth’s composition is found in the Earth’s core, this iron depletion of the TRAPPIST-1 planets could therefore indicate cores with lower relative masses.

The second hypothesis implies oxygen-enriched compositions compared to that of our planet. By reacting with iron, oxygen would form iron oxide, better known as ‘rust’. The surface of Mars gets its red color from iron oxide, but like its three terrestrial sisters (Earth, Mercury, and Venus), it has a core of unoxidized iron. However, if the lower density of the TRAPPIST-1 planets was entirely due to oxidized iron, then the planets would be ‘rusted to the heart’ and may not have a real core, unlike the Earth. According to Eric Agol, an astrophysicist at the University of Washington and lead author of the new study, the answer could be a combination of both scenarios — less iron in general and some oxidized iron.

A planet’s density is determined by its composition as well as its size: Gravity compresses the material a planet is made of, increasing the planet’s density. Uncompressed density adjusts for the effect of gravity and can reveal how the composition of various planets compare. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения - Калтех.

The third hypothesis put forward by the researchers is that the planets are enriched with water compared to the Earth. This hypothesis would agree with independent theoretical results indicating a formation of the TRAPPIST-1 planets further away from their star, in a cold, ice-rich environment, followed by internal migration. If this explanation is correct, then water could account for about 5% of the total mass of the four outer planets.

In comparison, water accounts for less than one-tenth of 1% of the total mass of the Earth. The three inner planets in TRAPPIST-1, located too close to their stars for water to remain liquid under most circumstances, would need hot, dense atmospheres like on Venus, where water could remain bound to the planet in the form of vapor. But according to Eric Agol, this explanation seems less likely because it would be a coincidence that all seven planets have just enough water present to have such similar densities.

“The night sky is full of planets, and it is only within the last 30 years that we have been able to begin to unravel their mysteries,” rejoices Caroline Dorn, astrophysicist at the University of Zurich and co-author of the article. “The TRAPPIST-1 system is fascinating because around this unique star we can learn about the diversity of rocky planets within a single system. And we can also learn more about a planet by studying its neighbors, so this system is perfect for that.

Reference: “Refining the Transit-timing and Photometric Analysis of TRAPPIST-1: Masses, Radii, Densities, Dynamics, and Ephemerides” by Eric Agol, Caroline Dorn, Simon L. Grimm, Martin Turbet, Elsa Ducrot, Laetitia Delrez, Michaël Gillon, Brice-Olivier Demory, Artem Burdanov, Khalid Barkaoui, Zouhair Benkhaldoun, Emeline Bolmont, Adam Burgasser, Sean Carey, Julien de Wit, Daniel Fabrycky, Daniel Foreman-Mackey, Jonas Haldemann, David M. Hernandez, James Ingalls, Emmanuel Jehin, Zachary Langford, Jérémy Leconte, Susan M. Lederer, Rodrigo Luger, Renu Malhotra, Victoria S. Meadows, Brett M. Morris, Francisco J. Pozuelos, Didier Queloz, Sean N. Raymond, Franck Selsis, Marko Sestovic, Amaury H. M. J. Triaud and Valerie Van Grootel, 22 January 2021, Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/abd022


See also

  1. ↑ 1.01.11.21.31.41.51.61.7 Grimm, Simon L.; Demory, Brice-Olivier; Gillon, Michael; Dorn, Caroline; Agol, Eric; Burdanov, Artem; Delrez, Laetitia; Sestovic, Marko и другие. (2018). "The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets". Астрономия и астрофизика 613: A68. doi:10.1051/0004-6361/201732233. Bibcode:�A&A. 613A..68G. & # 160
  2. ↑ 2.02.1 Delrez, Laetitia; Gillon, Michael; H.M.J, Amaury; Brice-Oliver Demory, Triaud; de Wit, Julien; Ingalls, James; Agol, Eric; Bolmont, Emeline и другие. (2018). "Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with Spitzer". Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества 475 (3): 3577–3597. doi:10.1093/mnras/sty051. & # 160
  3. ↑ Van Grootel, Valerie; Fernandes, Catarina S.; Gillon, Michaël; Jehin, Emmanuel; Scuflaire, Richard и другие. (2018). "Stellar parameters for TRAPPIST-1". Астрофизический журнал 853 (1): 30. doi:10.3847/1538-4357/aaa023. Bibcode:�ApJ. 853. 30V. & # 160
  4. ↑"Temperate Earth-Sized Planets Found in Extraordinarily Rich Planetary System TRAPPIST-1". SpaceRef.ಖ February 2017 . http://spaceref.com/astronomy/temperate-earth-sized-planets-found-in-extraordinarily-rich-planetary-system-trappist-1.html . & # 160
  5. ↑"NASA telescope reveals largest batch of Earth-size, habitable-zone planets around single star". Exoplanet Exploration: Planets Beyond our Solar System (Press release) . Retrieved 22 February 2017 .
  6. ↑ Barth, Patrick; Carone, Ludmila; Barnes, Rory; Noack, Lena; Mollière, Paul; Henning, Thomas (2020), Magma ocean evolution of the TRAPPIST-1 planets  
  7. ↑ Bourrier, Vincent; de Wit, Julien; Jäger, Mathias (31 August 2017). "Hubble delivers first hints of possible water content of TRAPPIST-1 planets". www.SpaceTelescope.org . http://www.spacetelescope.org/news/heic1713/ . & # 160
  8. ↑ PTI (4 September 2017). "First evidence of water found on TRAPPIST-1 planets - The results suggest that the outer planets of the system might still harbour substantial amounts of water. This includes the three planets within the habitable zone of the star, lending further weight to the possibility that they may indeed be habitable.". The Indian Express . http://indianexpress.com/article/technology/science/first-evidence-of-water-found-on-trappist-1-planets-4827977/ . & # 160
  9. ↑ Wang, Wu, Barclay, Laughlin (2017). "Updated Masses for the TRAPPIST-1 Planets". arXiv: 1704.04290 [astro-ph.EP]. CS1 maint: multiple names: authors list (link)

  •   Category:TRAPPIST-1 system
  •   Portal:Astronomy