Оновлення щодо 7 планет розміром із Землю, що обертаються навколо TRAPPIST-1
7 планет системи TRAPPIST-1 обертаються навколо своєї зірки на відстані, яка легко впишеться в орбіту найглибшої планети нашої Сонячної системи-Меркурія. Планети e, f і g розташовані в межах TRAPPIST-1житлову зону. Зображення черезНАСА/JPL.
TRAPPIST-1-червона карликова зірка, на сьогоднішній день найпоширеніший тип зірок у нашій галактиці Чумацький Шлях. Три з планет TRAPPIST-1 міцно знаходяться в межах зіркижитлову зону- також зона Золотозорої - в якій рідка вода може існувати на поверхні планети. Наразі відчуття серед астрономів таке, що навряд чи вода буде виявлена на поверхнях трьох внутрішніх планет TRAPPIST-1, і, якщо на чотирьох крайніх планетах є поверхневі води, це не так вже й багато. Відкриття суперечитьрання вірасеред астрономів, що такі планети низької щільності мають бути в воді. Це також викликає питання про те, наскільки подібними до Землі та придатними для життя можуть бути сім екзопланет.
Місячні календарі ForVM знову в наявності! Ми гарантовано розпродаємося. Отримайте, поки зможете!
АстрофізикМартін ТурбетЖеневського університету є співавтором нового дослідження. Він сказав в азаяву:
Поєднавши моделі планетарного інтер’єру з університетів Берна та Цюріха з моделями планетарної атмосфери, які ми розробляємо у Женевському університеті, ми змогли оцінити вміст води семи планет TRAPPIST-1 з точно безпрецедентною для цієї категорії точністю. планети.
Наші моделі внутрішньої та атмосферної структур показують, що три внутрішні планети системи TRAPPIST-1, ймовірно, будуть безводними, і що чотири зовнішні планети мають не більше кількох відсотків води, можливо, у рідкій формі, на своїх поверхнях.
А тепер подумаймо про вісім планет нашої Сонячної системи. Вони дуже різні за щільністю, при цьому великі газові та крижані гіганти (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун) менш щільні, а планети Землі (Меркурій, Венера, Земля, Марс) більш щільні. Оскільки було відомо, що сім тіл у TRAPPIST-1 мають відносно однакову щільність між собою, дослідники зіткнулися з проблемою, коли порівнювали ці екзопланети з Землею. Якби дійсно у когось із них була поверхнева вода, оцінки щільності астрономів потрібно було б змінити.
Ось чому на початку дослідження дослідники працювали над тим, щоб визначити, чи була нижча щільність семи екзопланет результатом води або їх внутрішнього складу, і обидві з них визначали б, чи є планети дуже чи лише трохи схожими на Землю . Згідно азаявущодо досліджень, екзопланети приблизно на 8% менш щільні, ніж Земля. Щоб нижча щільність планет стала результатом поверхневих вод, приблизно 5% маси кожної планети повинно існувати як поверхневі води.
Це багато! Для порівняння, вода становить лише 0,1 відсотка маси Землі. Тож ви можете відразу побачити, що ці світи композиційно сильно відрізняються від Землі.
Мартін Турбетє астрономом з Женевського університету та співавтором дослідження, яке розраховувало щільність екзопланет у TRAPPIST-1. Зображення черезЖеневський університет.
Ерік Аголє астрономом з Вашингтонського університету та провідним автором дослідження, яке розраховувало щільність екзопланет у TRAPPIST-1. Зображення черезThe Dailyу Вашингтонському університеті.
Але, як виявляється, навіть потенціал кількох відсотків водної маси є сумнівним. АстрономЕрік Аголу Вашингтонському університеті є провідним автором дослідження. Він додав у своїй заяві, що, ймовірно, планети мають менше кількох відсотків водної маси; в іншому випадку подібні щільності в групі були б надзвичайним збігом.
Щоб відповісти на цю проблему, дослідники вивчили склад семи екзопланет, шукаючи подібності в групі та між групою та Землею. Більшістьскелясті планетиВважається, що вони виготовлені з таких металів, як магній, залізо та нікель, і неметалів, таких як сірка, кисень та кремній. Через невідповідність щільності між групою і Землею дослідники припустили, що екзопланети TRAPPIST-1 можуть мати схожий склад із Землею, але зі значно різними співвідношеннями, наприклад, менший відсоток заліза. Хоча залізо становить 32% загальної маси Землі, дослідження показує, що залізо повинно становити близько 21% маси кожної екзопланети TRAPPIST-1.
Агол сказав ForVM:
Низька щільність вказує на те, що ці планети мають інший склад, а отже, і іншу історію, ніж планети нашої Сонячної системи. Можливо, зірка + диск почався з меншою кількістю заліза? Або, можливо, залізне ядро так і не утворилося, а залізо залишилося окисленим у мантії?
Концепція художника про подібну щільність 7 екзопланет у системі зірок TRAPPIST-1. Їх однакова щільність свідчить про те, що всі вони мають однаковий склад. Нове дослідження привело вчених до думки, що планети мають кам’янисті поверхні та багаті залізом ядра. Їх ядра, ймовірно, менші за земні, оскільки маса кожної планети приблизно на 8% менша за земну. Попередні теорії розглядали глибокі шари океану на поверхні кожної планети або планети без ядра. Зображення за допомогою NASA/ JPL-Caltech/Женевський університет.
Щоб визначити масу кожної планети, вчені виміряли зміни їхніх орбітальних періодів. Вони виміряли, скільки часу потрібно кожній планеті обертатись навколо ТРАППІСТА-1 і перетнути зірку, якщо дивитися з Землі. Цей процес називаєтьсятерміни транзиту. У поєднанні з вимірами радіусів кожної планети вченим вдалося з більшою точністю розрахувати щільність планет. Використовуючи порівняння з масою Землі, команда змогла підрахувати відсоток заліза, який, ймовірно, буде присутній у кожній із семи екзопланет.
Використовуючи дані з виведеного з експлуатації космічного телескопа Спітцер, астрономи визначили, що всі 7 планет, що обертаються навколо TRAPPIST-1, мають однакову щільність. Це відкриття допомогло астрономам охарактеризувати склад цих екзосвітів у порівнянні з Землею. Хоча всі 7 планет вважаються приблизно розмірами Землі, кожна з них приблизно на 8% менш щільна, ніж наша рідна планета, тобто їх склад, хоча потенційно схожий на Землю з точки зору таких елементів, як залізо, значно відрізняється у відсотках. Зображення за допомогою NASA/ JPL-Caltech/Женевський університет.
Поєднуючи ці дані з вимірами радіусів кожної планети, вчені розрахували щільність планет з більшою точністю, ніж раніше. Використовуючи порівняння з масою Землі, команда змогла підрахувати відсоток заліза, який, ймовірно, буде присутній у кожній із семи екзопланет.
Агол сказав:
Ми виявили, що близько 2/3 заліза потрібно порівняно з Землею, оскільки вони мають меншу щільність.
Чи різняться між Землею та планетами TRAPPIST потенціал життя десь у системі TRAPPIST-1-складне питання. Хоча наявність рідкої води може сигналізувати про потенціал для життя,сприяють інші факторидо придатності планети для існування, процвітання та виживання. Наприклад, на Землі сильне магнітне поле захищає нашу планету і життя від високоенергетичних частинок Сонця. Наша атмосфера наповнена достатньою кількістю кисню та вуглецю, а також іншими газами, необхідними для життя тварин, фотосинтезу та температури придатної для життя поверхні.
Незважаючи на ці труднощі, Агол поки що не знижує потенціал життя на екзопланетах TRAPPIST-1. Він сказав:
Зв’язок із проживанням поки не ясний. Будова планет може вплинути на їх здатність володіти тектонікою плит, нести магнітне поле та інші можливі наслідки. Ці аспекти Землі впливають на присутність і зміну життя на Землі.
Тому залишається багато питань для вивчення.
Дослідження стало можливим завдяки наборам даних, взятим компанієюКосмічний телескоп Спітцераз часу відкриття зоряної системи більше чотирьох років тому. Між 2016 і 2020 роками, коли був телескопзнято з експлуатаціїі припинив збір даних, Spitzer записав 1075 годин спостереження за TRAPPIST-1. Хоча виведення з експлуатації Spitzer призупинило спостереження, це не означає остаточного припинення досліджень TRAPPIST-1.
Агол сказав:
ЯкщоКосмічний телескоп Джеймса Веббауспішно запущений і введений в експлуатацію пізніше цього року, тоді ми плануємо продовжувати моніторинг транзитів за допомогою цього телескопа, щоб спробувати виявити атмосферу за допомогоютранзитна передавальна спектроскопія. Кожен транзит буде визначати час, тому ми можемо продовжувати уточнювати маси планет.
Після відкриття екзопланет, що обертаються навколо ТРАППІСТ-1 у 2016 році, космічний телескоп Спітцер зафіксував 1075 годин спостереження за зоряною системою, створивши достатньо даних для астрономів, щоб точно визначити щільність та склад кожної планети. Космічний телескоп Шпіцер був виведений з експлуатації в січні 2020 року. Концепція художника за допомогоюНАСА/JPL-Caltech.
Підсумок: Нове дослідження семи екзопланет розміром із Землю в системі TRAPPIST-1 показало, що всі сім планет надзвичайно схожі між собою за складом, але потенційно дуже відрізняються від Землі.