ТРАППИСТ-1ф
Экзопланета размером с Землю, вращающаяся вокруг TRAPPIST-1

ТРАППИСТ-1ф
Впечатление художника от TRAPPIST-1f. (Февраль 2018)
Открытие [1]
ОбнаруженоМикаэль Жийон и др.
Место открытияКосмический телескоп Спитцер
Дата открытия22 февраля 2017 г.
Транзит
Орбитальные характеристики [2]
0,038 49 ± 0,000 33  АЕ
Эксцентриситет0,010 07 ± 0,000 68 [3]
9,207 540 ± 0,000 032  дн.
Наклон89,740° ± 0,019°
368,81° ± 3,11° [3]
ЗвездаТРАППИСТ-1
Физические характеристики [2]
1.045+0,013
−0,012 Р 🜨
Масса1,039 ± 0,031  М 🜨
Средняя плотность
5.009+0,138
−0,158 г/см 3
0,951 ± 0,024 г
9,32 ± 0,24  м/с 2
ТемператураТ экв :217,7 ± 2,1  К (−55,5 °C; −67,8 °F) [4]

TRAPPIST-1f , также обозначенная как 2MASS J23062928-0502285 f , является экзопланетой , вероятно каменистой , [2] вращающейся в пределах обитаемой зоны [5] вокруг ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1 , расположенной в 40,7 световых годах (12,5 парсеков ) от Земли в созвездии Водолея . Экзопланета была обнаружена с помощью транзитного метода , в котором измеряется эффект затемнения, который вызывает планета, проходя перед своей звездой.

Это одна из четырех новых экзопланет, обнаруженных на орбите звезды в 2017 году с помощью наблюдений с помощью космического телескопа «Спитцер» . [1]

Планета, вероятно, находится в приливном захвате и на художественных изображениях НАСА изображена как планета в форме глазного яблока .

Физические характеристики

Масса, радиус и температура

TRAPPIST-1f — экзопланета размером с Землю , то есть ее радиус близок к радиусу Земли. Ее равновесная температура составляет 218 К (−55 °C; −67 °F). [4] Ее радиус составляет1.045  R 🜨 и масса1,039  M 🜨 . [2] Первоначально предполагалось, что у него гораздо меньшая масса и, следовательно, низкая плотность3,3 ± 0,9 г/см 3 и поверхностной гравитацией около6,1 м/с 2 (62% от значения Земли). [1] Это предполагает большое количество летучих веществ , при этом исследование 2017 года предполагает, что водный океан может составлять до 20% массы планеты, увеличивая температуру на дне такого океана до более чем 1400 К (1130 °C; 2060 °F). [6] Однако уточненные оценки плотности показывают, что TRAPPIST-1f, как и другие планеты в системе, лишь немного менее плотен, чем Земля, что соответствует каменистому составу. [2]

Атмосфера

Согласно моделированию взаимодействия магматического океана и атмосферы, TRAPPIST-1f, вероятно, сохранит часть первичной паровой атмосферы на начальных этапах эволюции, и поэтому сегодня, вероятно, будет обладать толстым океаном, покрытым атмосферой, богатой абиотическим кислородом. [7] Выбросы гелия из TRAPPIST-1f (и планет b и e) по состоянию на 2022 год не были обнаружены. [8]

Ведущая звезда

Планета вращается вокруг ( M-типа ) ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1 . Звезда имеет массу 0,08 M ​​☉ и радиус 0,11 R ☉ . Она имеет температуру 2550 К и возраст не менее 7-8 миллиардов лет. Для сравнения, Солнцу 4,6 миллиарда лет [9] и имеет температуру 5778 К. [10] Звезда богата металлами, с металличностью ([Fe/H]) 0,04, или 109% от солнечного количества. Это особенно странно, поскольку такие маломассивные звезды вблизи границы между коричневыми карликами и звездами, синтезирующими водород, должны иметь значительно меньшее содержание металлов, чем Солнце; с другой стороны, у богатых металлами звезд также больше шансов иметь планеты, чем у бедных металлами. Ее светимость ( L ☉ ) составляет 0,05% от светимости Солнца.

Видимая величина звезды , или насколько она ярка с Земли, составляет 18,8. Поэтому она слишком тусклая, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом.

Орбита

TRAPPIST-1f вращается вокруг своей родительской звезды с орбитальным периодом около 9,206 суток и радиусом орбиты около 0,037 радиуса Земли (по сравнению с расстоянием Меркурия от Солнца, которое составляет около 0,38 а.е. ).

Обитаемость

Художественное представление поверхности TRAPPIST-1f, изображающее жидкий водный океан на ее поверхности. Также изображены родительская звезда и соседние планеты.

Было объявлено, что экзопланета вращается либо внутри, либо немного за пределами обитаемой зоны своей родительской звезды, области, где при правильных условиях и атмосферных свойствах на поверхности планеты может существовать жидкая вода. 31 августа 2017 года астрономы космического телескопа Хаббл сообщили о первых свидетельствах возможного содержания воды на экзопланетах TRAPPIST-1. [11] [12]

TRAPPIST-1f имеет радиус примерно такой же, как у Земли, около 1,045 R 🜨 , но изначально считалось, что его масса составляет всего около двух третей массы Земли, около 0,68 M E . Таким образом, считалось, что она вряд ли будет полностью каменистой планетой, и крайне маловероятно, что она будет похожа на Землю, то есть каменистой с большим железным ядром, но без толстой водородно-гелиевой атмосферы, окутывающей планету. Моделирование 2017 года показало, что планета примерно на 20% состоит из воды, что намного выше, чем у Земли. При такой массивной водной оболочке давление и температура будут достаточно высокими, чтобы поддерживать воду в газообразном состоянии, и любая жидкая вода будет существовать только в виде облаков вблизи верхней части атмосферы TRAPPIST-1f. Таким образом, на основании этого исследования TRAPPIST-1f, вероятно, будет не более пригодна для жизни, чем любой другой ледяной гигант с водяными облаками в своей атмосфере. [6] Однако уточненные оценки показывают, что масса TRAPPIST-1f примерно равна массе Земли, и, как и другие планеты в системе, она лишь немного менее плотная, чем Земля, что соответствует ее каменистому составу. [2]

Ее звезда-хозяин — красный ультрахолодный карлик , масса которого составляет всего около 8% массы Солнца (близко к границе между коричневыми карликами и водородными звездами). В результате звезды, подобные TRAPPIST-1, способны жить до 4–5 триллионов лет, что в 400–500 раз дольше, чем проживет Солнце. [13] Из-за этой способности жить в течение длительных периодов времени, вероятно, TRAPPIST-1 станет одной из последних оставшихся звезд, когда Вселенная станет намного старше, чем сейчас, когда газ, необходимый для формирования новых звезд, будет исчерпан , а оставшиеся начнут умирать.

Планета, скорее всего, приливно заблокирована, одно полушарие постоянно обращено к звезде, а противоположная сторона окутана вечной тьмой. Однако между этими двумя интенсивными областями будет полоска умеренной температуры, называемая линией терминатора , где температуры могут быть подходящими (около 273 К или 0 °C или 32 °F) для существования жидкой воды. Кроме того, гораздо большая часть планеты может быть обитаемой, если она поддерживает достаточно толстую атмосферу, чтобы передавать тепло на сторону, обращенную от звезды.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Gillon, Michaël; Triaud, Amaury HMJ; Demory, Brice-Olivier; Jehin, Emmanuël; Agol, Eric; Deck, Katherine M.; Lederer, Susan M.; Wit, Julien de; Burdanov, Artem (2017). "Семь умеренных планет земного типа вокруг близлежащей ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1". Nature . 542 (7642): 456–460. arXiv : 1703.01424 . Bibcode :2017Natur.542..456G. doi :10.1038/nature21360. PMC  5330437 . PMID  28230125.
  2. ^ abcdef Агол, Эрик; Дорн, Кэролайн; Гримм, Саймон Л.; Турбет, Мартин; и др. (1 февраля 2021 г.). «Уточнение транзитного времени и фотометрического анализа TRAPPIST-1: массы, радиусы, плотности, динамика и эфемериды». The Planetary Science Journal . 2 (1): 1. arXiv : 2010.01074 . Bibcode :2021PSJ.....2....1A. doi : 10.3847/psj/abd022 . S2CID  222125312.
  3. ^ аб Гримм, Саймон Л.; Демори, Брис-Оливье; Гиллон, Майкл; Дорн, Кэролайн; Агол, Эрик; Бурданов Артем; Дельрес, Летиция; Шестович, Марко; Трио, Амори HMJ; Тюрбет, Мартин; Болмонт, Эмелин; Кальдас, Энтони; де Вит, Жюльен; Жехин, Эммануэль; Леконт, Джереми; Раймонд, Шон Н.; Ван Гроотель, Валери; Бургассер, Адам Дж.; Кэри, Шон; Фабрики, Дэниел; Хенг, Кевин; Эрнандес, Дэвид М.; Ингаллс, Джеймс Г.; Ледерер, Сьюзен; Селсис, Франк; Кело, Дидье (5 февраля 2018 г.). «Природа экзопланет TRAPPIST-1». Астрономия и астрофизика . 613 : А68. arXiv : 1802.01377 . Bibcode : 2018A&A...613A..68G. doi : 10.1051/0004-6361/201732233. S2CID  3441829.
  4. ^ ab Ducrot, E.; Gillon, M.; Delrez, L.; Agol, E.; et al. (1 августа 2020 г.). "TRAPPIST-1: Глобальные результаты программы Spitzer Exploration Science Program Red Worlds". Астрономия и астрофизика . 640 : A112. arXiv : 2006.13826 . Bibcode : 2020A&A...640A.112D. doi : 10.1051/0004-6361/201937392. ISSN  0004-6361. S2CID  220041987.
  5. ^ "Телескоп НАСА обнаружил крупнейшую партию планет размером с Землю, обитаемых в зоне вокруг одной звезды". Exoplanet Exploration: Planets Beyond our Solar System (пресс-релиз) . Получено 22 февраля 2017 г.
  6. ^ ab Куорлз, Билли; Кинтана, Элиза В.; Лопес, Эрик Д.; Шлидер, Джошуа Э.; Баркли, Томас (2017). «Правдоподобные составы семи планет TRAPPIST-1 с использованием долгосрочного динамического моделирования». The Astrophysical Journal . 842 (1): L5. arXiv : 1704.02261 . Bibcode : 2017ApJ...842L...5Q. doi : 10.3847/2041-8213/aa74bf . S2CID  119474320.
  7. ^ Барт, Патрик; Кароне, Людмила; Барнс, Рори; Ноак, Лена; Мольер, Пол; Хеннинг, Томас (2021), «Эволюция магматического океана планет TRAPPIST-1», Astrobiology , 21 (11): 1325–1349, arXiv : 2008.09599 , Bibcode : 2021AsBio..21.1325B, doi : 10.1089/ast.2020.2277, PMID  34314604, S2CID  221246323
  8. ^ Кришнамурти, Вигнешваран и др. (2021), «Необнаружение гелия в верхних слоях атмосферы TRAPPIST-1b, e и F», The Astronomical Journal , 162 (3): 82, arXiv : 2106.11444 , Bibcode : 2021AJ....162...82K, doi : 10.3847/1538-3881/ac0d57
  9. ↑ Фрейзер Кейн (16 сентября 2008 г.). «Сколько лет Солнцу?». Вселенная сегодня . Получено 19 февраля 2011 г.
  10. ↑ Фрейзер Кейн (15 сентября 2008 г.). «Температура Солнца». Вселенная сегодня . Получено 19 февраля 2011 г.
  11. ^ Бурье, Винсент; де Вит, Жюльен; Йегер, Матиас (31 августа 2017 г.). «Hubble дает первые намеки на возможное содержание воды в планетах TRAPPIST-1». www.SpaceTelescope.org . Получено 4 сентября 2017 г. .
  12. ^ PTI ​​(4 сентября 2017 г.). «Первые доказательства наличия воды на планетах TRAPPIST-1». The Indian Express . Получено 4 сентября 2017 г. .
  13. ^ Адамс, Фред К.; Лафлин, Грегори; Грейвс, Женевьева Дж. М. «Красные карлики и конец главной последовательности». Гравитационный коллапс: от массивных звезд к планетам . Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica. С. 46–49. Bibcode : 2004RMxAC..22...46A.
  • Брифинг НАСА об открытии 7 планет TRAPPIST-1
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=TRAPPIST-1f&oldid=1251703022"