TRAPPIST-1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Координаты: Sky map 23ч 06м 29.383с, −05° 02′ 28.59″

TRAPPIST-1
Звезда
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′ 28,5″

Расстояние

39,5 ± 1,3 св. года (12,1 ± 0,4 пк)[1]

Видимая звёздная величина (V)

18,80[1]

Созвездие

Водолей

Астрометрия
Собственное движение (μ)

RA: 890 mas в год
Dec: −420 mas в год

Параллакс (π)

82,6 ± 2,6 mas

Абсолютная звёздная величина (V)

18,4±0,1

Характеристики
Спектральный класс

M8,0 ± 0,5[1]

Физические характеристики
Масса

0,0802 ± 0,0073[2] M

Радиус

0,121 ± 0,003[3] R

Возраст

7,6 ± 2,2 млрд[3] лет

Температура

2559 ± 50[2] K

Светимость

0,000524 ± 0,000034[2] L

Металличность

[Fe/H] = +0,04 ± 0,08

Вращение

3,295 ± 0,003 суток[4]

Другие обозначения
2MASS J23062928-0502285[5]
EPIC 246199087[6]
Информация в базах данных
SIMBAD

данные

Wikidata-logo S.svg Информация в Викиданных ?

TRAPPIST-1 (также 2MASS J23062928-0502285 или EPIC 246199087)[7] — 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[8][9][10].

Характеристики[править | править вики-текст]

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[2][11]. При этом её масса равна 0,080 ± 0,007 массы Солнца[2], или ~84 массам Юпитера[1]. Средняя плотность звезды, определённая по транзитам планет, в 49,3+4,1
−8,3
раза превосходит среднюю плотность Солнца[11]. Поверхностная температура оценивается в 2559 ± 50 кельвин[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[11], 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][12]. До этого было известно только то, что TRAPPIST-1 старше 500 миллионов лет[2].

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 вики-текст]

История открытия[править | править вики-текст]

В мае 2016 года группа астрономов из Бельгии и США, во главе с Микаэлем Жийоном (фр. Michaël Gillon), объявила[13] об открытии трёх транзитных планет в системе тусклого холодного красного карлика 2MASS J23062928-0502285 с помощью роботизированного 0,6-метрового телескопа TRAPPIST (TRAnsiting Planets and Planetesimals Small Telescope), расположенного в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили[14]. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature[11]. 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 NASA 22 февраля 2017 года[15] и одновременно опубликованы в журнале Nature[2]. 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-1 h 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][12]. Месяц спустя, 13 апреля, используя эти же данные, были уточнены параметры всех планет в системе[16].

Параметры[править | править вики-текст]

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, соответственно составляют 1,51 и 2,42 суток. Предполагалось, что возможно, обе планеты являются горячими аналогами Венеры[1]. Однако после измерения масс и, соответственно, плотностей планет системы 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[17]. 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[2][18]. Кроме того, на основе этих данных были открыты новые планеты: 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)[2]. 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 раннее предсказанной, и может содержать более 50 % железа в своём составе[16].

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[19][20]. Однако это открытие пока не подтверждено в более надёжных источниках[12].

В следующей таблице показаны значения характеристик планет системы, определённые со статистической достоверностью в 1σ[16]:

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 вики-текст]

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][21].

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 вики-текст]

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[2][17]. 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[22][23]. 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[24]. 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.

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[16] 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[25].

Галерея[править | править вики-текст]

Видео[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star, http://www.eso.org/public/russia/.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DOI:10.1038/nature21360
    Вы можете подставить цитату вручную или с помощью бота.
  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 DOI:10.3847/1538-4357/aa6f05
    Вы можете подставить цитату вручную или с помощью бота.
  5. 1 2 3 4 2MASS J23062928-0502285. SIMBAD. Centre de Données astronomiques de Strasbourg.
  6. 1 2 3 4 5 DOI:10.1038/s41550-017-0129
    Вы можете подставить цитату вручную или с помощью бота.
    Luger R. et al. (2017), "A terrestrial-sized exoplanet at the snow line of TRAPPIST-1", arΧiv:1703.04166v1 [astro-ph.EP] 
  7. 2MASS J23062928-0502285. simbad.u-strasbg.fr. Проверено 4 мая 2016.
  8. NASA Announces a Single Star Is Home to Earthlike Planets. Time. Проверено 22 февраля 2017.
  9. Chang, Kenneth. 7 Earth-Size Planets Identified in Orbit Around a Dwarf Star, The New York Times (22 февраля 2017). Проверено 22 февраля 2017.
  10. Koren, Marina. Seven Earth-Like Planets Have Been Spotted Around a Nearby Star (en-US), The Atlantic. Проверено 22 февраля 2017.
  11. 1 2 3 4 DOI:10.1038/nature17448
    Вы можете подставить цитату вручную или с помощью бота.
  12. 1 2 3 Землеразмерная планета на снеговой линии в системе TRAPPIST-1, Солнечная система - Секция Совета РАН по космосу (17-03-2017).
  13. У близкого ультра-холодного карлика найдены три потенциально обитаемых планеты, http://www.eso.org/public/russia/.
  14. Welcome to the TRAPPIST telescope network, http://www.eso.org/public/russia/teles-instr/lasilla/trappist/.
  15. Найдена система с семью землеподобными экзопланетами (рус.) // N+1. — 2017. — 22 февраля.
  16. 1 2 3 4 Updated Masses for the TRAPPIST-1 Planets (англ.) // arXiv. — 2017. — 13 апреля.
  17. 1 2 TRAPPIST-1: семь землеразмерных планет в одной системе, http://www.allplanets.ru/index.htm
  18. Planet TRAPPIST-1 d. exoplanet.eu.
  19. C12 K2 Finds (англ.). Talk Planet Hunters 3. — «Interestingly the planet candidate with period 26.736 does not show in the Spitzer lightcurve».
  20. 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)».
  21. Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1 (англ.) // arXiv. — 2017. — 23 февраля.
  22. TRAPPIST-1 может быть пригодна для жизни: новые исследования (рус.), Popmech.ru. Проверено 2 марта 2017.
  23. Планетологи расширили список планет, пригодных для жизни, 28 февраля 2017 года
  24. Reconnaissance of the TRAPPIST-1 exoplanet system in the Lyman-α line
  25. George H. A. Cole, Michael M. Woolfson. Planetary Science: The Science of Planets around Stars. — CRC Press, 2013. — 2nd Ed. — 607 p. — P. 443. — ISBN 978-1-4665-6316-2

Ссылки[править | править вики-текст]