TRAPPIST-1d - Википедия - TRAPPIST-1d

TRAPPIST-1d
TRAPPIST-1d artist impression 2018.png
Впечатление художника от TRAPPIST-1d (февраль 2018).
Открытие
Дата открытия2 мая, 2016
Транзит
Орбитальные характеристики
Апастрон0.022467 +0.0000206
−0.000021 AU
Периастр0.022094 +0.0000206
−0.000021 AU
0,02228038 (± 4,4e-7)[1] AU
Эксцентриситет0.00837 (± 0.00093)[1]
4.049959 (± 0.000078)[2] d
Наклон89.89 +0.08
−0.15[2]
ЗвездаTRAPPIST-1[3]
Физические характеристики
Средний радиус
0.784 +0.023
−0.023[1] р⊕
Масса0.297 +0.035
−0.039[1] M⊕
Иметь в виду плотность
3.39 +0.34
−0.37 грамм см−3
0.483 +0.048
−0.052[1] грамм
Температура282,1 ± 4,0 К (8,95 ± 4,00 ° C; 48,11 ± 7,20 ° F) (для нулевого альбедо)[2]

TRAPPIST-1d, также обозначенный как 2MASS J23062928-0502285 d, это небольшой экзопланета (около 30% массы Земли), который вращается на внутреннем краю жилая зона из сверхкрутой карлик звезда TRAPPIST-1 примерно 40 световых лет (12.1 парсек, или почти 3.7336×1014 км ) далеко от Земли в созвездии Водолей. Экзопланета была обнаружена с помощью метод транзита, в котором измеряется эффект затемнения, который вызывает планета, когда она пересекает перед своей звездой. Первые признаки существования планеты были объявлены в 2016 году, но только в последующие годы была получена дополнительная информация о вероятной природе планеты. TRAPPIST-1d - наименее массивная планета системы и, вероятно, будет иметь компактную бедную водородом атмосферу, подобную Венере, Земле или Марсу.[4] Он получает всего на 4,3% больше солнечного света, чем Земля, что помещает его на внутренней границе обитаемой зоны.[2] Он имеет около <5% своей массы как летучий слой, который может состоять из атмосферы, океанов и / или слоев льда.[1] Недавние исследования Вашингтонский университет пришли к выводу, что TRAPPIST-1d может быть экзопланетой, подобной Венере, с необитаемой атмосферой.[5]

Открытие

Группа астрономов во главе с Микаэлем Гийоном из Института астрофизики и геофизики Льежский университет[6] в Бельгии использовали TRAPPIST (Транзитные планеты и малый телескоп Planetesimals) телескоп на Обсерватория Ла Силья в Пустыня Атакама, Чили,[7] для наблюдения за TRAPPIST-1 и поиска планет на орбите. Используя транзитная фотометрия они обнаружили три планеты размером с Землю, вращающиеся вокруг карликовой звезды; два самых внутренних приливно привязаны к своей звезде-хозяину, в то время как крайний, кажется, находится либо в пределах системы жилая зона или просто за его пределами.[8][9] Команда сделала свои наблюдения с сентября по декабрь 2015 г. и опубликовала свои выводы в майском выпуске журнала за 2016 г. Природа.[7][10]

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

Изображение художника от планетной системы TRAPPIST-1
«Мы уже знали, что TRAPPIST-1, маленькая тусклая звезда на расстоянии около 40 световых лет от нас, была особенной. В мае 2016 года группа под руководством Михаэля Гиллона из Бельгийского университета объявила, что ее орбита находится на близком расстоянии от трех планет, которые, вероятно, являются скалистыми. : TRAPPIST-1b, c и d ...
«Поскольку команда продолжала наблюдать, как тень за тенью пересекают звезду, трех планет уже было недостаточно, чтобы объяснить закономерность.« В какой-то момент мы не могли понять смысл всех этих транзитов », - говорит Гиллон.
"Теперь, после использования космического телескопа Спитцера для наблюдения за системой в течение почти трех недель подряд, Гиллон и его команда решили проблему: TRAPPIST-1 имеет еще четыре планеты.
«Ближайшие к звезде планеты, TRAPPIST-1b и c, не изменились. Но есть новая третья планета, получившая прозвище d, и то, что раньше выглядело как d, оказалось лишь проблесками e, f и g. Есть еще планета h, которая дрейфует дальше всех и заметна только один раз ". [11]

Характеристики

Радиус, масса и температура

TRAPPIST-1d был обнаружен с помощью метода транзита, что позволило ученым точно определить его радиус. Планета около 0,784 р⊕ 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 ее одной из наименее массивных экзопланет, которые когда-либо были обнаружены. Он имеет 61,6% плотности Земли (3,39 г / см3) и чуть меньше половины гравитации. Его масса, плотность и поверхностная сила тяжести самые низкие 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 К (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 земную при 255 K (-18 ° C; -1 ° F).[12]

Орбита

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 AU от родительской звезды, или примерно 2,2% расстояния между Землей и солнце.[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, если смотреть 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]

Принимающая звезда

Основная статья: TRAPPIST-1

Планета вращается вокруг (M-тип ) сверхкрутой карлик звезда названный TRAPPIST-1. Звезда имеет массу 0,089 M☉ (близко к границе между коричневые карлики и водородосодержащие звезды ) и радиусом 0,121 р☉. Он имеет температуру 2516 К (2243 ° C; 4069 ° F) и возраст от 3 до 8 миллиардов лет. Для сравнения: солнце 4,6 миллиарда лет[13] и имеет температуру 5778 К (5504,85 ° C, 9940,73 ° F).[14] Звезда богата металлами, с металличность ([Fe / H]) 0,04, или 109% солнечного количества. Это особенно странно, так как 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 (а у Солнца осталось всего около 5,5 миллиардов лет жизни (что составляет почти половину жизни). ).[15] Из-за этой способности жить в течение длительного периода времени, вероятно, TRAPPIST-1 будет одной из последних оставшихся звезд, когда Вселенная намного старше, чем сейчас, когда газ, необходимый для образования новых звезд, будет исчерпан, а остальные начинают отмирать.

Звезды кажущаяся величина, или насколько ярким он кажется 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, но и находится далеко, она также излучает сравнительно мало видимого света, в основном светя в невидимом инфракрасном диапазоне. Даже 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.

Пригодность

Смотрите также: Обитаемость систем красных карликов

Модели и ученые расходятся во мнениях относительно того, указывают ли их конвергентные решения на основе данных TRAPPIST-1d земную обитаемость или серьезную 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] TRAPPIST-1d имеет один из самых высоких индексов сходства с Землей среди найденных экзопланет - 0,91.[16] Скорее всего, приливно-отливная плотная атмосфера могла бы быть достаточной для передачи тепла на более холодную темную сторону.

Большинство моделей от Вашингтонский университет для Trappist-1d сильно сходятся на планете, подобной Венере, с непригодной для проживания атмосферой.[5] Он находится во внутренней части ожидаемой обитаемой зоны своей родительской звезды (где, с довольно незначительным отклонением от земной магнитосферы, истории бомбардировок, истории звезды / планеты и газов, жидкая вода будет на поверхности). Продвинутое трехмерное моделирование сводится к убегающий парниковый эффект; в некоторых решениях немного воды сохранилось после ранней горячей фазы в истории планеты.[17][18]

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 главной звезде имеет тенденцию повышать геотермальную активность и приливно нагреть дно любых морей.[19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я Гримм, Саймон Л .; Демори, Брис-Оливье; Гиллон, Майкл; Дорн, Кэролайн; Агол, Эрик; Бурданов, Артем; Делрез, Летиция; Сестович, Марко; Triaud, Amaury H.M.J .; Турбет, Мартин; Болмонт, Эмелин; Калдас, Энтони; де Вит, Жюльен; Джехин, Эммануэль; Леконт, Джереми; Раймонд, Шон Н .; Ван Гроотель, Валери; Бургассер, Адам Дж .; Кэри, Шон; Фабрики, Даниэль; Хенг, Кевин; Эрнандес, Дэвид М .; Ingalls, Джеймс Дж .; Ледерер, Сьюзен; Селсис, Франк; Келос, Дидье (5 февраля 2018 г.). «Природа экзопланет TRAPPIST-1». arXiv:1802.01377 [астрофизиолог EP ].
  2. ^ а б c d е ж грамм Делрез, Летиция; Гиллон, Майкл; Х.М.Дж., Амори; Брис-Оливер Демори, Трио; де Вит, Жюльен; Ингаллс, Джеймс; Агол, Эрик; Болмонт, Эмелин; Бурданов, Артем; Бургассер, Адам Дж .; Кэри, Шон Дж .; Джехин, Эммануэль; Леконт, Джереми; Ледерер, Сьюзен; Келос, Дидье; Селсис, Франк; Grootel, Валери Ван (9 января 2018 г.). «Наблюдения TRAPPIST-1 с помощью спутника Spitzer в начале 2017 года». arXiv:1801.02554 [астрофизиолог EP ].
  3. ^ Ван Гроотель, Валери; Fernandes, Catarina S .; Гиллон, Микаэль; Джехин, Эммануэль; Скуфлер, Ричард; и другие. (5 декабря 2017 г.). «Звездные параметры для TRAPPIST-1». arXiv:1712.01911 [астрофизик ].
  4. ^ https://www.space.com/39613-trappist-1-planet-atmospheres-lack-hydrogen.html
  5. ^ а б https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-11/uow-sbn112118.php
  6. ^ «АГО - Кафедра астрофизики, геофизики и океанографии».
  7. ^ а б «Могут ли эти недавно открытые планеты вращаться вокруг ультракладких карликовых форм жизни?». Хранитель. 2 мая 2016.
  8. ^ «Три потенциально пригодных для жизни мира найдены вокруг ближайшей сверххолодной карликовой звезды - в настоящее время лучшее место для поиска жизни за пределами Солнечной системы». eso.org. Получено 2 мая 2016.
  9. ^ «Три новые планеты - лучший выбор для жизни». Популярная механика. 2 мая 2016. Получено 2 мая 2016.
  10. ^ Гиллон, Микаэль; Jehin, Emmanuël; и другие. (2016). «Планеты с умеренным климатом размером с Землю, проходящие мимо ближайшей ультрахолодной карликовой звезды». Природа. 533 (7602): 221–224. arXiv:1605.07211. Bibcode:2016Натура.533..221Г. Дои:10.1038 / природа17448. ЧВК  5321506. PMID  27135924.
  11. ^ Новый ученый. Открытие экзопланеты
  12. ^ http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/calculators
  13. ^ Фрейзер Кейн (16 сентября 2008 г.). "Сколько лет Солнцу?". Вселенная сегодня. Получено 19 февраля 2011.
  14. ^ Фрейзер Кейн (15 сентября 2008 г.). «Температура Солнца». Вселенная сегодня. Получено 19 февраля 2011.
  15. ^ Адамс, Фред С .; Лафлин, Грегори; Грейвс, Женевьева Дж. М. «Красные карлики и конец основной последовательности». Гравитационный коллапс: от массивных звезд к планетам. Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica. С. 46–49. Bibcode:2004RMxAC..22 ... 46А.
  16. ^ http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog
  17. ^ Gillon, M .; Triaud, A.H.M.J .; Демори, Б.-О .; Jehin, E .; Agol, E .; Deck, K. M .; Lederer, S.M .; De Wit, J .; Бурданов, А .; Ingalls, J. G .; Bolmont, E .; Leconte, J .; Raymond, S.N .; Selsis, F .; Turbet, M .; Баркауи, К .; Бургассер, А .; Burleigh, M. R .; Кэри, С. Дж .; Чаушев, А .; Copperwheat, C. M .; Delrez, L .; Fernandes, C.S .; Холдсворт, Д. Л .; Kotze, E.J .; Van Grootel, V .; Almleaky, Y .; Benkhaldoun, Z .; Magain, P .; Келос, Д. (2017). «Семь планет земной группы с умеренным климатом вокруг ближайшей ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1» (PDF). Природа. 542 (7642): 456–460. arXiv:1703.01424. Bibcode:2017Натура.542..456Г. Дои:10.1038 / природа21360. ЧВК  5330437. PMID  28230125.
  18. ^ «Телескоп НАСА показывает самую большую группу планет размером с Землю в обитаемой зоне вокруг одной звезды». Исследование экзопланет: планеты за пределами нашей Солнечной системы (Пресс-релиз). Получено 25 февраля 2017.
  19. ^ Барр, Эми С.; Добош, Вера; Поцелуй, Ласло Л. (15 декабря 2017 г.). «Внутренние конструкции и приливное отопление на планетах TRAPPIST-1». arXiv:1712.05641 [астрофизиолог EP ].


Координаты: Карта неба 23час 06м 29.283s, −05° 02′ 28.59″