TRAPPIST-1

TRAPPIST-1 (även 2MASS J23062928-0502285 eller EPIC 246199087 ) [8]  är en enda stjärna med ett system av planeter , varav 3 är i den beboeliga zonen . Den ligger i stjärnbilden Vattumannen på ett avstånd av 39,5 St. år från solen. Planetsystemet upptäcktes 2016-2017 [9] [10] [11] .

Egenskaper

Trappist-1 är en röd dvärg av spektraltyp M8 V [1] . Den skenbara magnituden på TRAPPIST-1 m V = 18,80 m , medan den i rött och infrarött ljus är mycket ljusare: i R-filtret är dess ljusstyrka 16,47 m , i J - 11,35 m , i K - 10,30 m [5] . Stjärnans radie är 12,1 % av solens radie [3] , vilket är något större än Jupiters radie [12] [13] . Dessutom är dess massa lika med 0,080 ± 0,007 solmassor [12] , eller ~84 Jupitermassor [1] . Den genomsnittliga densiteten för en stjärna, bestämd från planettransiter, är 49,3+4,1
−8,3gånger större än solens medeldensitet [13] . Yttemperaturen uppskattas till 2559 ± 50 K [1] . Dess ljusstyrka är cirka 1900 gånger mindre än solens ljusstyrka [1] . Före observationer med Kepler-teleskopet troddes rotationsperioden vara 1,40 ± 0,05 dagar [13] , men nya data indikerar 3,295 ± 0,003 dagar [4] . Stjärnans aktivitet visade sig vara måttlig, frekvensen av bloss med en effekt över 1% av den genomsnittliga ljusstyrkan är 30 gånger mindre än för stjärnor i klasserna M6-M9. Från dessa, liksom från ett antal andra uppgifter, omskattades stjärnans ålder; nu tror man att det är lika med 7,6 ± 2,2 miljarder år [3] [6] [14] . Fram till dess var endast TRAPPIST-1 känd för att vara äldre än 500 miljoner år [12] .

Stjärnan har en ganska hög egenrörelse och rör sig runt himmelssfären med 1,04 bågsekunder per år [5] . Dess radiella hastighet är −56,3 ± 0,3 km/s, stjärnan närmar sig solen [5] .

Planetsystemet

Upptäcktshistorik

I maj 2016 tillkännagav en grupp astronomer från Belgien och USA , ledda av Michaël Gillon ( franska  Michaël Gillon ), [15] upptäckten av tre transitplaneter i systemet med en svag kallröd dvärg 2MASS J23062928-0502285 med hjälp av en robot 0,6 meter från TRAPPIST vid ESO :s La Silla-observatorium i Chile [16] . Resultaten av studien publicerades i tidskriften Nature [13] . Planeterna betecknades TRAPPIST-1 b , TRAPPIST-1 c och TRAPPIST-1 d , i ordning efter deras avstånd från stjärnan. Efterföljande observationer fann dock att den första observationen av den tredje planeten, TRAPPIST-1 d, var felaktig - dess förmodade transitering var i själva verket ett sammanträffande av passagerna för andra, vid den tidpunkten fortfarande okända, planeter i systemet över stjärnans skiva . Mer noggranna observationer av systemet gjorde det möjligt att upptäcka en riktig tredje planet tillsammans med ytterligare fyra transiterande jordliknande planeter ( e , f , g och h ), vars parametrar presenterades på en NASA-presskonferens den 22 februari 2017 [17] och samtidigt publicerad i tidskriften Nature [12] . Dessa ytterligare observationer gjordes med flera markbaserade teleskop och Spitzer Space Telescope , som mätte stjärnans ljusstyrka i nästan 20 dagar i september 2016. Således nådde det totala antalet planeter i systemet sju, medan omloppsperioden TRAPPIST-1h inte mättes exakt av Spitzer, eftersom planeten endast observerades en gång. Men Kepler-teleskopet, som en del av K2 - uppdraget , observerade förändringar i ljusstyrkan för TRAPPIST-1 i den tolfte regionen från 15 december 2015 till 4 mars 2017, respektive kunde upptäcka fler transiter och bestämma den exakta perioden för den sjunde planeten [6] [14] . En månad senare, den 13 april, med hjälp av samma data, förfinades parametrarna för alla planeter i systemet [18] .

Alternativ

Sju upptäckta exoplaneter i TRAPPIST-1-systemet är nära jordens storlek [1] (deras radier sträcker sig från 0,71 R ⊕ för TRAPPIST-1 h till 1,13 R ⊕ för TRAPPIST-1 g), och den ungefärliga massan mättes med hjälp av timing av transiter. Rotationsperioderna runt moderstjärnan för de två inre planeterna, b och c, är 1,51 respektive 2,42 dagar. Det antogs att båda planeterna är heta analoger till Venus [1] . Men efter att ha mätt planeternas massa och densitet visade det sig att den andra planeten, TRAPPIST-1 c, kan vara en analog till Venus, och att den första planeten, TRAPPIST-1 b, är mer sannolikt att innehålla mycket vatten eller andra flyktiga ämnen i dess sammansättning [19] . Rotationsperioden för den tredje planeten var inte ursprungligen bestämd och antogs ligga i intervallet från 4,6 till 72,8 dagar. Men efter publiceringen av resultaten av analysen av planettransiter (gjorda av Spitzer-teleskopet), fann man att den första identifieringen av den tredje planeten var felaktig. Planeten TRAPPIST-1 d, upptäckt i samband med nya observationer, kretsar på 4,05 dagar och har en radie på 0,77 R ⊕ [12] [20] . Dessutom upptäcktes nya exoplaneter baserat på dessa data: TRAPPIST-1 e med en omloppstid på 6,1 dagar och en radie på 0,92 R ⊕ ; TRAPPIST-1 f med en omloppstid på 9,2 dagar och en radie på 1,04 R ⊕ ; TRAPPIST-1 g med en omloppstid på 12,3 dagar och en radie på 1,13 R ⊕ ; samt den sjunde planeten när det gäller borttagning - TRAPPIST-1 h. På grund av det faktum att Spitzer endast kunde registrera en genomgång av planeten, bestämdes dess parametrar initialt inte exakt (omloppsperioden beräknades från varaktigheten av transiteringen och antogs vara cirka 20 dagar, och radien var 0,75 R ⊕ ) [12] . Efter att ha bearbetat observationerna av Kepler-teleskopet blev det känt att TRAPPIST-1 h faktiskt kretsar på 18 dagar och har en radie på 0,7 jorden [6] . Bara en månad senare blev dess mer exakta parametrar kända, och data från de andra planeterna i systemet förfinades avsevärt. Det visade sig att massorna i den tidigare studien var överskattade. Således indikerar densiteten hos sex planeter närvaron av en betydande andel vatten och andra flyktiga ämnen i deras sammansättning. De fyra yttersta planeterna, nämligen e, f, g och h, kan nästan helt bestå av vatten. Endast TRAPPIST-1 c-planeten har en massa större än tidigare förutspått, och kan innehålla mer än 50 % järn i sin sammansättning [18] .

Också baserat på Kepler-data, föreslog entusiaster från amatörexoplanetsökningsprojektet Planet Hunters också närvaron av en annan planet i systemet, med en omloppsperiod på 26.736 dagar [21] [22] . Denna upptäckt har dock ännu inte bekräftats i mer tillförlitliga källor [14] .

Följande tabell visar värdena för egenskaperna hos systemets planeter med mätfel [18] :

Resonanser

Omloppsperioderna för alla kända planeter i systemet är multiplar av varandra och är i resonans . Detta är den längsta kedjan av resonanser bland exoplaneter. Det antas att det uppstod på grund av interaktioner som uppstår under migration av planeter från yttre regioner till inre regioner efter deras bildande i den protoplanetära skivan. Om så är fallet ökar chanserna att hitta betydande mängder vatten på dessa planeter [6] [23] .

Resonanser med den första planeten

Potentiell beboelighet

Av de sju kända planeterna i systemet idag är tre i TRAPPIST-1 beboeliga zonen: d, e och f. Enligt den uppmätta densiteten kan planet b antingen ha en liten kärna eller, mer sannolikt, innehålla en betydande andel vatten eller andra flyktiga ämnen i sin sammansättning. På grund av den för höga yttemperaturen på de två första planeterna (+127°C och +69°C) är det extremt osannolikt att flytande vatten upprätthålls på dem. Planeten f har en ganska låg densitet och kan vara en havsplanet [12] [19] . Modeller som föreslås vid Cornell University tyder på att TRAPPIST-1:s beboeliga zon kan vara bredare om vulkaniskt väte anses vara en potentiell växthusgas som bidrar till klimattemperaturhöjningen. Det betyder att inte tre, utan fyra planeter kan falla in i den beboeliga zonen [24] . Röntgenstrålningen från TRAPPIST-1-koronan är ungefär lika med röntgenstrålningen från Proxima Centauri och den ultravioletta strålningen ( Lyman-serien ), som skapas av väteatomer från stjärnans kromosfäriska lager som ligger under koronan, i TRAPPIST-1 visade sig vara 6 gånger mindre än den ultravioletta emissionen från Proxima Centauri. Av denna anledning kan de två planeterna närmast stjärnan, TRAPPIST-1 b och TRAPPIST-1 c, förlora sin atmosfär och hydrosfär inom 1 till 3 miljarder år om deras initiala massor liknar jordens. Däremot kan påfyllning av atmosfäriskt väte och syre ske på grund av fotodissociation av vatten, om planeterna innehåller mycket av det i sin sammansättning [25] .

Temperatur och solinstrålning för TRAPPIST-1-planeterna

Jämviktstemperaturen för planeterna i tabellen [18] ges under antagandet om noll Bond albedo (det vill säga i frånvaro av spridning av infallande ljus av atmosfären) och i frånvaro av atmosfärens växthuseffekt . Som jämförelse skulle jordens jämviktstemperatur i sin bana runt solen under samma antaganden vara 279 K , eller +4 °C , Mars - 226 K , eller −47 °C [26] .

I november 2017 trodde man att stjärnans aktivitet inte tillåter dess planeter att hålla och bilda en atmosfär. Men i december samma år visade en av studierna att atmosfären kan bevaras även med så aggressiv stjärnaktivitet, och för TRAPPIST-1-systemet kan planeterna g och h ha en atmosfär. Det antas att det kommer att vara möjligt att lösa detta problem genom direkt observation med James Webb-teleskopet 2021 [27] .

Galleri

• Jämförelse av storleken på solen och stjärnan TRAPPIST-1. Eftersom den lilla stjärnans effektiva temperatur är mycket lägre än solens, ser den mer röd ut.

• Jämförelse av storleken, densiteten och belysningen av planeterna i TRAPPIST-1-systemet med planeterna i solsystemet. Den beboeliga zonen är markerad i grönt.

Se även

• GJ 1214
• GJ 1132
• Viabiliteten av ett röd dvärgsystem

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tempererade jordstora planeter som passerar en närliggande ultracool dvärgstjärna Arkiverad 7 juni 2019 på Wayback Machine , https://www.eso.org/public/russia/ Arkiverad 21 november 2019 kl. Wayback- maskinen .
2. ↑ 1 2 3 Van Grootel, Valerie; Fernandes, Catarina S.; Gillon, Michael; Jehin, Emmanuel; Scuflaire, Richard; Burgasser, Adam J.; Burdanov, Artem; Delrez, Laetitia; Demory, Brice-Olivier; de Wit, Julien; Queloz, Didier; Triaud, Amaury HMJ Stellar parametrar för TRAPPIST-1  (engelska)  // The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2018. - Januari ( vol. 853 , nr 1 ). — S. 30 . doi : 10.3847 /1538-4357/aaa023 . — . - arXiv : 1712.01911 .
3. ↑ 1 2 3 4 Burgasser AJ, Mamajek EE (2017), On the Age of the TRAPPIST-1 System, arΧiv : 1706.02018 [astro-ph]. 
4. ↑ 1 2 Vida K., Kővári Zs., Pál A., Oláh K., Kriskovics L. Frequent flarring in the TRAPPIST-1 System—Olpassed for Life? (engelska)  // The Astrophysical Journal. - 2017. - Vol. 841.- Iss. 2 . - S. 124. - ISSN 1538-4357 . doi : 10.3847 /1538-4357/aa6f05 . - arXiv : 1703.10130 .
5. ↑ 1 2 3 4 2MASS  J23062928-0502285 . SIMBAD . Centre de Données astronomiques de Strasbourg . Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 22 oktober 2018.
6. ↑ 1 2 3 4 5 Luger R. et al. En resonanskedja med sju planeter i TRAPPIST-1  //  Nature Astronomy. - 2017. - Vol. 1. Iss. 6 . - P. 0129. - ISSN 2397-3366 . - doi : 10.1038/s41550-017-0129 . - arXiv : 1703.04166v2 .
   Luger R. et al. (2017), En exoplanet i markstorlek vid snögränsen för TRAPPIST-1, arΧiv : 1703.04166v1 [astro-ph.EP]. 
7. ↑ Reiners A., Zechmeister M., Caballero J. A., Ribas I., Morales J. C., Jeffers S. V., Schöfer P., Schäfer S. , Quirrenbach A., Amado P. J. et al. CARMENES letar efter exoplaneter runt M dvärgar. Högupplöst optisk och nära-infraröd spektroskopi av 324 undersökningsstjärnor  // Astron . Astrofys. / T. Forveille - EDP Sciences , 2018. - Vol. 612.—S. 49–49. — ISSN 0004-6361 ; 0365-0138 ; 1432-0746 ; 1286-4846 - doi:10.1051/0004-6361/201732054 - arXiv:1711.06576
8. ↑ 2MASS J23062928-0502285  . Centre de Données astronomiques de Strasbourg . simbad.u-strasbg.fr. Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 10 april 2019.
9. ↑ Jeffrey Kluger. NASA tillkännager att en enda stjärna är hem för minst 7 jordliknande planeter  . tid . Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 7 juni 2019.
10. ↑ Kenneth Chang. 7 planeter i jordstorlek identifierade i omloppsbana runt en dvärgstjärna  . New York Times (22 februari 2017). Hämtad 22 februari 2017. Arkiverad från originalet 23 april 2019.
11. ↑ Koren, Marina Sju jordliknande planeter har upptäckts runt en närliggande  stjärna . Atlanten . Hämtad 22 februari 2017. Arkiverad från originalet 22 februari 2017.
12. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Gillon M. et al. Sju tempererade jordplaneter runt den närliggande ultracoola dvärgstjärnan TRAPPIST-1   // Nature . - 2017. - Vol. 542 – Iss. 7642 . - S. 456-460. — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature21360 . - arXiv : 1703.01424 .
13. ↑ 1 2 3 4 Gillon M. et al. Tempererade planeter i jordstorlek som passerar en närliggande ultracool dvärgstjärna   // Nature . - 2016. - Vol. 533 – Iss. 7602 . - S. 221-224. — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature17448 .
14. ↑ 1 2 3 Vladislav Ananiev. En planet i jordstorlek på en snölinje i TRAPPIST-1-systemet . Sektion av RAS Council on Space . Rymdforskningsinstitutet vid Ryska vetenskapsakademin (17 mars 2017). Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 25 september 2020. (ryska)
15. ↑ Gillon, Michael. Närliggande ultrakall dvärg hittade tre potentiellt  beboeliga planeter ]  / Michaël Gillon, Kirill Maslennikov, Julien de Wit … [ etc. ] . - 2016. - 2 maj.
16. ↑ Välkommen till TRAPPIST-teleskopnätverket  (engelska)  (länk ej tillgänglig) . Université de Liege . Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 5 maj 2016.
17. ↑ Ulasovich, Christina. Hittade ett system med sju jordliknande exoplaneter  : [ rus. ] // N+1 : elektr. ed. - 2017. - 22 februari.
18. ↑ 1 2 3 4 Wang, Songhu. Uppdaterade mässor för TRAPPIST-1-planeterna: [ eng. ]  / Songhu Wang, Dong-Hong Wu, Thomas Barclay … [ et al. ] // arXiv. - 2017. - 13 april. - arXiv : 1704.04290 .
19. ↑ 1 2 TRAPPIST -1: sju planeter i jordstorlek i ett system Arkiverad 29 april 2014 på Wayback Machine
20. ↑ Planeten TRAPPIST-1d . exoplanet.eu . Hämtad 23 februari 2017. Arkiverad från originalet 4 oktober 2018. (obestämd)
21. ↑ C12 K2 Fynd  . Talk Planet Hunters 3. - "Intressant nog visas inte planetkandidaten med period 26.736 i Spitzers ljuskurva". Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 27 augusti 2019.
22. ↑ Den råa kadensdatan för K2-observationerna av TRAPPIST-1-systemet är nu tillgängliga . Mikulskis arkiv för rymdteleskop (MAST) . — "P=26,74 dagar, med start vid BKJD 2923,195, varaktighet 1,5 timmar, djup 0,0099 (planet Y)". (obestämd)
23. ↑ Sju tempererade jordlevande planeter runt den närliggande ultracoola dvärgstjärnan TRAPPIST-1   // arXiv . - 2017. - 23 februari. Arkiverad från originalet den 20 mars 2017.
24. ↑ Makarov, Vasily TRAPPIST-1 kan vara beboelig . Ny forskning . Populär mekanik (1 mars 2017) . Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 8 maj 2017. (ryska)
25. ↑ Bourrier, V. Reconnaissance of the TRAPPIST-1 exoplanet system in the Lyman-α line / V. Bourrier, D. Ehrenreich, PJ Wheatley … [ och andra ] // Astronomy & Astrophysics. - 2017. - Vol. 599, nr. mars (23 februari). — P. L3. - arXiv : 1702.07004 . - doi : 10.1051/0004-6361/201630238 .
26. ↑ George H.A. Cole, Michael M. Woolfson. Planetary Science: Vetenskapen om planeter runt stjärnor. — 2:a uppl. - CRC Press, 2013. - 607 sid. — S. 443 Arkiverad 24 mars 2017 på Wayback Machine . — ISBN 978-1-4665-6316-2
27. ↑ Vasilij Makarov. Planeter i TRAPPIST-1-systemet kan fortfarande ha en atmosfär . Populär mekanik (4 januari 2018). Hämtad 22 november 2019. Arkiverad från originalet 19 september 2020. (ryska)

Länkar

• trappist.one ​(  eng.) - TRAPPIST-1 officiella webbplats
• Största partiet av planeter i jordstorlek, beboeliga zoner  (engelska) . Exoplanetutforskning . NASA. - TRAPPIST-1-systemet på NASA:s webbplats. Hämtad: 3 augusti 2019.
• Keshelava, Timur En stjärna som heter TRAPPIST-1 . hittade en annan analog till solsystemet . Indikator (22 februari 2017) . Hämtad: 23 februari 2017. (obestämd)
• Shartogasheva, Anastasia NASA talade om den nya upptäckten på en presskonferens som alla väntade på . Popular Mechanics (22 februari 2017). Hämtad: 3 augusti 2019. (ryska)

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Universalis

TRAPPIST-1 planetsystem
Stjärnor	TRAPPIST-1
planeter	TRAPPIST-1b TRAPPIST-1c TRAPPIST-1d TRAPPIST-1 e TRAPPIST-1f TRAPPIST-1g TRAPPIST-1h
planeter i den beboeliga zonen är kursiverade
TRAPPIST-1 system   exoplanetologi   Astronomi