TRAPPIST-1e - TRAPPIST-1e

TRAPPIST-1e
TRAPPIST-1e artist impression 2018.png
Впечатление художника от TRAPPIST-1e с 2018 года, изображенного здесь как приливно заблокирован планета с жидким океаном. Фактический внешний вид экзопланеты в настоящее время неизвестен, но судя по ее плотности, она, вероятно, не полностью покрыта водой.
Открытие
ОбнаружилКосмический телескоп Спитцера
Дата открытия22 февраля 2017 г.
Транзит
Орбитальные характеристики
Апастрон0.0294322±0.000017 AU
Периастр0.0291335±0.000017 AU
0,02928285 (± 3,4e-07)[1] AU
Эксцентриситет0.00510±0.00058[1]
6.099043 (± 0.000015)[2] d
Наклон89.860+0.10
−0.12[1]
ЗвездаTRAPPIST-1[3]
Физические характеристики
Средний радиус
0.910+0.027
−0.026[1] р⊕
Масса0.772+0.075
−0.079[1] M⊕
Значить плотность
5.65+0.39
−0.42 грамм см−3
0.930+0.063
−0.068[1] грамм
Температура246,1 ± 3,5 К (-27,05 ± 3,50 ° С; -16,69 ± 6,30 ° F)[2]

TRAPPIST-1e, также обозначенный как 2MASS J23062928-0502285 e, это твердый размером с Землю экзопланета на орбите внутри жилая зона вокруг ультра-крутой карлик звезда TRAPPIST-1 примерно 40 световых лет (12 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.

Это была одна из семи новых экзопланет, обнаруженных на орбите звезды с помощью наблюдений с Космический телескоп Спитцера.[4] Три из семи (е, ж, и грамм) находятся в жилой зоне.[5][6] TRAPPIST-1e похож на массу, радиус, плотность, силу тяжести, температуру и звездный поток Земли.[1][2] Также подтверждено наличие компактной атмосферы, подобной планетам земной группы в нашей Солнечной системе.[7] В ноябре 2018 года исследователи определили, что из семи экзопланет в многопланетной системе TRAPPIST-1e имеет наибольшие шансы стать земной. планета океана и наиболее достойный дальнейшего изучения в отношении обитаемости.[8] Согласно Каталогу обитаемости планет, TRAPPIST-1e является одной из наиболее потенциально пригодных для жизни экзопланет, обнаруженных на данный момент.[9]

Характеристики

Масса, радиус и температура

TRAPPIST-1e был обнаружен методом транзита, когда планета блокировала небольшой процент света своей звезды при прохождении между ней и Землей. Это позволило ученым точно определить радиус планеты на уровне 0,910. р⊕, с небольшой погрешностью около 166–172 км. Вариации времени прохождения и продвинутое компьютерное моделирование помогли ограничить массу планеты, которая оказалась равной 0,772 M⊕. С радиусом и массой TRAPPIST-1e, определенными с небольшой погрешностью, ученые смогли точно рассчитать плотность, поверхностную гравитацию и состав планеты. TRAPPIST-1e необычен в своей системе, поскольку это единственная планета с чистым составом из каменного железа и единственная планета с более высокой плотностью, чем Земля (TRAPPIST-1c также выглядит полностью каменным, но имеет плотную атмосферу, которая делает его менее плотным, чем TRAPPIST-1e). Имеет плотность 5,65 г / см.3, примерно в 1,024 раза больше плотности Земли, равной 5,51 г / см3. Более высокая плотность TRAPPIST-1e подразумевает земной состав и твердую скалистую поверхность. Это также необычно для планет TRAPPIST-1, поскольку большинство из них полностью покрыто плотной паровой атмосферой, глобальным жидким океаном или ледяной оболочкой. TRAPPIST-1e имеет 93% поверхностной гравитации Земли, второй по величине в системе. Его радиус и масса также являются третьими наименьшими среди планет TRAPPIST-1.[1]

Расчетная равновесная температура планеты составляет 246,1K (−27.1 ° C; −16.7 ° F ) при альбедо 0.[2] Для более реалистичного земного альбедо oe-exoplanets-catalog / Calculators Однако это дает нереалистичную картину температуры поверхности планеты. Равновесная температура Земли 255 К;[10] именно парниковые газы Земли повышают температуру ее поверхности до уровня, который мы испытываем. Если у TRAPPIST-1e плотная атмосфера, его поверхность может быть намного теплее, чем его равновесная температура.

Орбита

TRAPPIST-1e довольно близко вращается вокруг своей звезды-хозяина. Один полный оборот вокруг TRAPPIST-1 занимает всего 6,099 земных дней (~ 146 часов). Он вращается на расстоянии 0,02928285 AU, или чуть менее 3% расстояния между Землей и солнце. Для сравнения, ближайшая планета в нашей Солнечной системе, Меркурий, за 88 дней облет Солнца на расстоянии 0,38 а.е. Несмотря на близость к своей звезде-хозяину, TRAPPIST-1e получает лишь около 60% звездного света, который Земля получает от Солнца из-за низкой светимости звезды. Звезда будет покрывать угловой диаметр около 2,17 градуса от поверхности планеты и казаться примерно в четыре раза больше, чем Солнце с Земли.

Принимающая звезда

Планета вращается вокруг (поздно M-тип ) сверхкрутой карлик звезда названный TRAPPIST-1. Звезда имеет массу 0,089 M☉ и радиус 0,121 р☉. Его температура составляет 2516 К, а возраст составляет от 3 до 8 миллиардов лет. Для сравнения: солнце 4,6 миллиарда лет[11] и имеет температуру 5778 К.[12] 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 иметь значительно меньшее содержание металлов, чем Солнце. Его светимость (L☉ ) составляет 0,0522% от солнечной.

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.

Пригодность

Программа исследования экзопланет НАСА «Путешествие» для TRAPPIST-1e: «Планетарный прыжок с TRAPPIST-1e - признан лучшим отпуском в« жилой зоне »в пределах 12 парсеков Земли»
Впечатление художника от системы TRAPPIST-1, вид сверху на поверхность одной из планет в жилая зона
Смотрите также: Обитаемость систем красных карликов

Было объявлено, что экзопланета вращается в пределах обитаемой зоны своей родительской звезды, области, где при правильных условиях и атмосферных свойствах жидкая вода может существовать на поверхности планеты. TRAPPIST-1e имеет радиус около 0,91. р⊕, так что это скорее всего скалистая планета. Его ведущая звезда - красный сверхкрутой карлик, всего около 8% массы Солнца (близко к границе между коричневые карлики и водородные звезды). В результате звезды, подобные TRAPPIST-1, могут оставаться стабильными в течение четырех-пяти триллионов лет, что в 400-500 раз дольше Солнца.[13] Из-за этой способности жить в течение длительных периодов времени вполне вероятно, что TRAPPIST-1 будет одной из последних оставшихся звезд во Вселенной, когда газ, необходимый для образования новых звезд, будет исчерпан, и существующие звезды начинают отмирать.

Планета скорее всего приливно заблокирован, с одной стороной его полушария, постоянно обращенной к звезде, в то время как противоположная сторона окутана вечной тьмой. Однако между этими двумя интенсивными областями будет полоска пригодности для жизни, называемая линия терминатора, где температуры могут быть подходящими (около 273 K [0 ° C; 32 ° F]) для существования жидкой воды.[нужна цитата ] Кроме того, гораздо большая часть планеты может быть обитаемой, если она поддерживает достаточно толстую атмосферу, чтобы передавать тепло стороне, обращенной от звезды.

Более подробные исследования TRAPPIST-1e и других планет TRAPPIST-1, выпущенные в 2018 году, показали, что планета является одним из найденных миров с наибольшим размером с Землю, с радиусом 91%, массой 77% и плотностью 102,4% (5,65 г. /см3), и 93% поверхностной силы тяжести. Подтверждено, что TRAPPIST-1e - это планета земного типа с твердой каменистой поверхностью. Он достаточно прохладный, чтобы жидкая вода стекала по поверхности, но не слишком холодная, чтобы она замерзла, как на TRAPPIST-1f, грамм, и час.[1] Планета получает звездный поток в 0,604 раза больше, чем у Земли, что примерно на треть меньше, чем у Земли, но значительно больше, чем у Земли. Марс.[2] Его температура равновесия колеблется от 225 К (-48 ° C; -55 ° F).[14] до 246,1 К (-27,1 ° C; -16,7 ° F),[2] в зависимости от того, сколько света отражает планета в космос. Оба они также находятся между Землей и Марсом. Подтверждено, что TRAPPIST-1e имеет компактную, безводородную атмосферу, как у каменистых планет нашей Солнечной системы, что еще больше повышает шансы обитаемости. Водород - мощный парниковый газ, поэтому если бы его было достаточно, чтобы его было легко обнаружить, это означало бы, что поверхность TRAPPIST-1e была бы негостеприимной.[7] Поскольку такой атмосферы нет, это увеличивает шансы для планеты иметь атмосферу, более похожую на Землю.

Поскольку это один из самых перспективных потенциально обитаемые экзопланеты известно, TRAPPIST-1e будет ранней целью Космический телескоп Джеймса Уэбба. Запланированный к запуску в октябре 2021 года телескоп позволит проводить более обширный анализ атмосферы планеты, облегчая поиск любых химических признаков жизни или биосигнатуры.[15]

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». Астрономия и астрофизика. 613: A68. arXiv:1802.01377. Bibcode:2018A & A ... 613A..68G. Дои:10.1051/0004-6361/201732233. S2CID  3441829.
  2. ^ а б c d е ж 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». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 475 (3): 3577. arXiv:1801.02554. Bibcode:2018МНРАС.475.3577Д. Дои:10.1093 / mnras / sty051. S2CID  54649681.
  3. ^ Ван Гроотель, Валери; Fernandes, Catarina S .; Гиллон, Микаэль; Джехин, Эммануэль; Скуфлер, Ричард; и другие. (5 декабря 2017 г.). «Звездные параметры для TRAPPIST-1». Астрофизический журнал. 853 (1): 30. arXiv:1712.01911. Bibcode:2018ApJ ... 853 ... 30В. Дои:10.3847 / 1538-4357 / aaa023. S2CID  54034373.
  4. ^ Гиллон, Микаэль; Triaud, Amaury H.M.J .; Демори, Брис-Оливье; Jehin, Emmanuël; Агол, Эрик; Колода, Кэтрин М .; Lederer, Susan M .; Остроумие, Жюльен де; Бурданов, Артем (2017). «Семь планет земной группы с умеренным климатом вокруг ближайшей ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1». Природа. 542 (7642): 456–460. arXiv:1703.01424. Bibcode:2017Натура.542..456Г. Дои:10.1038 / природа21360. ЧВК  5330437. PMID  28230125.
  5. ^ «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 22 февраля 2017.
  6. ^ «Линейка TRAPPIST-1 Planet». НАСА / Лаборатория реактивного движения. 22 февраля 2017.
  7. ^ а б Де Вит, Жюльен; Wakeford, Hannah R .; Льюис, Николь К .; Делрез, Летиция; Гиллон, Микаэль; Селсис, Франк; Леконт, Жереми; Демори, Брис-Оливье; Болмонт, Эмелин; Бурье, Винсент; Бургассер, Адам Дж .; Гримм, Саймон; Jehin, Emmanuël; Lederer, Susan M .; Оуэн, Джеймс Э .; Стаменкович, Влада; Трио, Амори Х. М. Дж. (2018). «Атмосферная разведка обитаемых зон планет размером с Землю, вращающихся вокруг TRAPPIST-1». Природа Астрономия. 2 (3): 214–219. arXiv:1802.02250. Bibcode:2018НатАс ... 2..214D. Дои:10.1038 / s41550-017-0374-z. S2CID  119085332.
  8. ^ Вашингтонский университет (21 ноября 2018 г.). «Исследование приносит новые климатические модели семи интригующих миров маленькой звезды TRAPPIST 1». EurekAlert!. Получено 22 ноября 2018.
  9. ^ "Каталог обитаемых экзопланет - Лаборатория обитаемости планет @ UPR Arecibo". phl.upr.edu. Получено 6 февраля 2019.
  10. ^ http://burro.case.edu/Academics/Astr221/SolarSys/equiltemp.html
  11. ^ Фрейзер Кейн (16 сентября 2008 г.). "Сколько лет Солнцу?". Вселенная сегодня. Получено 19 февраля 2011.
  12. ^ Фрейзер Кейн (15 сентября 2008 г.). «Температура Солнца». Вселенная сегодня. Получено 19 февраля 2011.
  13. ^ 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.
  14. ^ http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/calculators
  15. ^ <https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/icy-moons-galaxy-clusters-and-distant-worlds-among-selected-targets-for-james-webb-space


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