Эта статья является кандидатом в добротные статьи

TRAPPIST-1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Звезда
TRAPPIST-1
PIA21429 - Transit Illustration of TRAPPIST-1 (cropped).jpg
TRAPPIST-1 в представлении художника во время транзита двух из семи известных планет.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Тип одиночная звезда
Прямое восхождение 23ч 06м 29,28с
Склонение −05° 02′ 28,50″
Расстояние 39,5 ± 1,3 св. года (12,1 ± 0,4 пк)[1]
Видимая звёздная величина (V) 18,80[1]
Созвездие Водолей
Астрометрия
Лучевая скорость (Rv) −56,3 км/с и −53,362 км/с[7]
Собственное движение
 • прямое восхождение 890 mas в год
 • склонение −420 mas в год
Параллакс (π) 82,6 ± 2,6 mas
Абсолютная звёздная величина (V) 18,4 ± 0,1
Спектральные характеристики
Спектральный класс M8,0 ± 0,5[1]
Физические характеристики
Масса 0,089 ± 0,006[2] M
Радиус 0,121 ± 0,003[3] R
Возраст 7,6 ± 2,2 млрд[3] лет
Температура 2 516 ± 41[2] K
Светимость 0,000522 ± 0,000019[2] L
Металличность [Fe/H] = +0,04 ± 0,08
Вращение 3,295 ± 0,003 суток[4]
Информация в базах данных
SIMBAD данные
Wikidata-logo S.svg Информация в Викиданных ?

TRAPPIST-1 (также 2MASS J23062928-0502285 или EPIC 246199087)[8] — одиночная звезда в созвездии Водолея. Находится на расстоянии 39,5 св. года от Солнца. В 2016 году была открыта планетная система, состоящая из трёх планет. 22 февраля 2017 года было объявлено об открытии ещё четырёх планет, из них 3 — находятся в зоне обитаемости[9][10][11].

Характеристики[править | править код]

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

Является красным карликом спектрального класса M8 V[1]. Видимая звёздная величина TRAPPIST-1 mV = 18,80m, при этом в красном и инфракрасном свете она значительно ярче: в фильтре R её блеск равен 16,47m, в J — 11,35m, в K — 10,30m[5]. Радиус звезды составляет 12,1 % радиуса Солнца[3], что немногим больше радиуса Юпитера[12][13]. При этом её масса равна 0,080 ± 0,007 массы Солнца[12], или ~84 массам Юпитера[1]. Средняя плотность звезды, определённая по транзитам планет, в 49,3+4,1
−8,3
раза превосходит среднюю плотность Солнца[13]. Поверхностная температура оценивается в 2559 ± 50 К[1]. Её светимость примерно в 1900 раз меньше светимости Солнца[1]. До наблюдений телескопом «Кеплер» считалось, что период вращения составляет 1,40 ± 0,05 суток[13], однако новые данные указывают на 3,295 ± 0,003 суток[4]. 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[3][6][14]. До этого было известно только то, что TRAPPIST-1 старше 500 миллионов лет[12].

Звезда обладает довольно высоким собственным движением, перемещаясь по небесной сфере на 1,04 угловой секунды в год[5]. Её лучевая скорость составляет −56,3 ± 0,3 км/с, звезда приближается к Солнцу[5].

Планетная система[править | править код]

История открытия[править | править код]

В мае 2016 года группа астрономов из Бельгии и США, во главе с Микаэлем Жийоном (фр. Michaël Gillon), объявила[15] 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[16]. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature[13]. 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[17] и одновременно опубликованы в журнале Nature[12]. 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[6][14]. Месяц спустя, 13 апреля, используя эти же данные, были уточнены параметры всех планет в системе[18].

Параметры[править | править код]

Семь открытых экзопланет системы TRAPPIST-1 близки по размеру к Земле[1] (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[1]. 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[19]. 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[12][20]. 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)[12]. После обработки наблюдений телескопа «Кеплер» стало известно, что на самом деле TRAPPIST-1 h обращается за 18 суток и имеет радиус 0,7 земного[6]. 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[18].

Также исходя из данных Кеплера, энтузиасты из проекта по любительскому поиску экзопланет «Planet Hunters» предположили также наличие ещё одной планеты в системе, с орбитальным периодом в 26,736 суток[21][22]. Однако это открытие пока не подтверждено в более надёжных источниках[14].

В следующей таблице показаны значения характеристик планет системы, определённые со статистической достоверностью в 1σ[18]:

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[править | править код]

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[6][23].

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[править | править код]

Из семи известных на сегодня планет системы три находятся в обитаемой зоне TRAPPIST-1: e, f и g. 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 и +69) поддержание воды в жидком виде на них крайне маловероятно. Планета f имеет достаточно низкую плотность и может являться планетой-океаном[12][19]. 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[24]. 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[25]. 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[18] 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[26].

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 2019 году[27].

Галерея[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star, https://www.eso.org/public/russia/.
  2. 1 2 3 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:10.3847/1538-4357/aaa023. — Bibcode2018ApJ...853...30V. — arXiv:1712.01911.
  3. 1 2 3 4 Burgasser A. J., Mamajek E. E. (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 Flaring in the TRAPPIST-1 System—Unsuited for Life? (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2017. — Vol. 841. — Iss. 2. — P. 124. — ISSN 1538-4357. — DOI:10.3847/1538-4357/aa6f05. — arXiv:1703.10130. [исправить]
  5. 1 2 3 4 2MASS J23062928-0502285 (англ.). SIMBAD. Centre de Données astronomiques de Strasbourg. Дата обращения 22 ноября 2019.
  6. 1 2 3 4 5 Luger R. et al. A seven-planet resonant chain in TRAPPIST-1 (англ.) // Nature Astronomy. — 2017. — Vol. 1. — Iss. 6. — P. 0129. — ISSN 2397-3366. — DOI:10.1038/s41550-017-0129. — arXiv:1703.04166v2. [исправить]
    Luger R. et al. (2017), "A terrestrial-sized exoplanet at the snow line of TRAPPIST-1", arΧiv:1703.04166v1 [astro-ph.EP] 
  7. M. Lampón, R. Luque, B. Arroyo-Torres et al. The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. High-resolution optical and near-infrared spectroscopy of 324 survey stars // Astron. Astrophys.EDP Sciences, 2018. — Vol. 612. — P. 49–49. — ISSN 0004-6361; 0365-0138; 1432-0746; 1286-4846doi:10.1051/0004-6361/201732054
  8. 2MASS J23062928-0502285 (англ.). Centre de Données astronomiques de Strasbourg. simbad.u-strasbg.fr. Дата обращения 22 ноября 2019.
  9. Jeffrey Kluger. NASA Announces a Single Star Is Home to At Least 7 Earthlike Planets (англ.). Time. Дата обращения 22 ноября 2019.
  10. Kenneth Chang. 7 Earth-Size Planets Identified in Orbit Around a Dwarf Star (англ.). The New York Times (22 February 2017). Дата обращения 22 февраля 2017.
  11. Koren, Marina Seven Earth-Like Planets Have Been Spotted Around a Nearby Star (англ.). The Atlantic. Дата обращения 22 февраля 2017.
  12. 1 2 3 4 5 6 7 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 0028-0836. — DOI:10.1038/nature21360. — arXiv:1703.01424. [исправить]
  13. 1 2 3 4 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 0028-0836. — DOI:10.1038/nature17448. [исправить]
  14. 1 2 3 Владислава Ананьева. Землеразмерная планета на снеговой линии в системе TRAPPIST-1. Секция Совета РАН по космосу. Институт космических исследований Российской академии наук (17 марта 2017). Дата обращения 22 ноября 2019.
  15. Gillon, Michaël. У близкого ультра-холодного карлика найдены три потенциально обитаемых планеты : Это, возможно, самое перспективное место для поиска жизни вне Солнечной системы : Научный релиз eso1615ru : [рус.] / Michaël Gillon, Kirill Maslennikov, Julien de Wit … [и др.]. — 2016. — 2 мая.
  16. Welcome to the TRAPPIST telescope network (англ.) (недоступная ссылка). Université de Liège. Дата обращения 22 ноября 2019. Архивировано 5 мая 2016 года.
  17. Уласович, Кристина. Найдена система с семью землеподобными экзопланетами : [рус.] // N+1 : электр. изд. — 2017. — Февраль.
  18. 1 2 3 4 Wang, Songhu. Updated Masses for the TRAPPIST-1 Planets : [англ.] / Songhu Wang, Dong-Hong Wu, Thomas Barclay … [et al.] // arXiv. — 2017. — April. — arXiv:1704.04290.
  19. 1 2 TRAPPIST-1: семь землеразмерных планет в одной системе, http://www.allplanets.ru/index.htm
  20. Planet TRAPPIST-1 d. exoplanet.eu.
  21. C12 K2 Finds (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.
  22. The raw cadence data for the K2 observations of the TRAPPIST-1 system are now available. Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST). — «P=26.74 days, starting at BKJD 2923.195, duration 1.5 hours, depth 0.0099 (planet Y)».
  23. Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1 (англ.) // arXiv. — 2017. — 23 февраля.
  24. Макаров, Василий TRAPPIST-1 может быть пригодна для жизни. Новые исследования. Популярная Механика (1 марта 2017). Дата обращения 22 ноября 2019.
  25. 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:1702.07004. — DOI:10.1051/0004-6361/201630238.
  26. George H. A. Cole, Michael M. Woolfson. Planetary Science: The Science of Planets around Stars. — 2nd Ed. — CRC Press, 2013. — 607 p. — P. 443. — ISBN 978-1-4665-6316-2
  27. Василий Макаров. У планет в системе TRAPPIST-1 все-таки может быть атмосфера. Популярная механика (4 января 2018). Дата обращения 22 ноября 2019.

Ссылки[править | править код]