TRAPPIST-1 (также 2MASS J23062928-0502285 или EPIC 246199087) — одиночная звезда, обладающая системой из семи планет, три из которых находятся в зоне обитаемости. Звезда расположена в созвездии Водолея на расстоянии 39,5 св. года от Солнца. Планетная система была открыта в 2016—2017 годах.
Характеристики
TRAPPIST-1 является красным карликом спектрального класса M8 V. Видимая звёздная величина TRAPPIST-1 , 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. Радиус звезды составляет 12,1 % радиуса Солнца, что немногим больше радиуса Юпитера. При этом её масса равна , или ~84 массам Юпитера. Средняя плотность звезды, определённая по транзитам планет, в раза превосходит среднюю плотность Солнца. Поверхностная температура оценивается в . Её светимость примерно в 1900 раз меньше светимости Солнца. До наблюдений телескопом «Кеплер» считалось, что период вращения составляет , однако новые данные указывают на . 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 . До этого было известно только то, что TRAPPIST-1 старше 500 миллионов лет.
Звезда обладает довольно высоким собственным движением, перемещаясь по небесной сфере на 1,04 угловой секунды в год. Её лучевая скорость составляет км/с, звезда приближается к Солнцу.
Планетная система
История открытия
В мае 2016 года группа астрономов из Бельгии и США, во главе с Микаэлем Жийоном (), объявила 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. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature. 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 и одновременно опубликованы в журнале Nature. 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. Месяц спустя, 13 апреля, используя эти же данные, были уточнены параметры всех планет в системе.
Параметры Семь открытых экзопланет системы TRAPPIST-1 близки по размеру к Земле (их радиусы колеблются от у TRAPPIST-1h до у TRAPPIST-1g), 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. Однако, после измерения массы и плотности планет, оказалось, что аналогом Венеры может являться вторая планета — TRAPPIST-1c, а первая планета, TRAPPIST-1b, с большей вероятностью содержит много воды или других летучих веществ в своём составеTRAPPIST-1: семь землеразмерных планет в одной системе , http://www.allplanets.ru/index.htm . 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-1d обращается за 4,05 суток и имеет радиус . Кроме того, на основе этих данных были открыты новые экзопланеты: TRAPPIST-1e с орбитальным периодом в 6,1 суток и радиусом ; TRAPPIST-1f с орбитальным периодом в 9,2 суток и радиусом ; TRAPPIST-1g с орбитальным периодом в 12,3 суток и радиусом ; а также седьмая по удалению планета — TRAPPIST-1h. 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 — ). После обработки наблюдений телескопа «Кеплер» стало известно, что на самом деле TRAPPIST-1h обращается за 18 суток и имеет радиус 0,7 земного, также была точно определена масса планеты TRAPPIST-1c. В 2024-м и в 2025-м годах система исследовалась с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» на предмет наличия и состава атмосфер у планет, что позволило значительно уточнить их параметры. В ходе этих исследований было обнаружено, что внутренние планеты TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c лишены плотных атмосферных оболочек, а дневная сторона TRAPPIST-1b обладает исключительно низким альбедо.
Также исходя из данных Кеплера, энтузиасты из проекта по любительскому поиску экзопланет «Planet Hunters» предположили наличие ещё одной планеты в системе, с орбитальным периодом в 26,736 суток. Однако это открытие пока не подтверждено в более надёжных источниках.
В следующей таблице показаны значения характеристик планет системы с погрешностями измерений:
ПланетаРадиус()Масса()(г/см³)(суток)(а.е.)Эксцентриситет TRAPPIST-1 b 0,01111 TRAPPIST-1 c 0,01522 TRAPPIST-1 d 0,02145 TRAPPIST-1 e 0,02818 TRAPPIST-1 f 0,0371 TRAPPIST-1 g 0,0451 TRAPPIST-1 h 0,0596
Резонансы 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.
Резонансы с первой планетой TRAPPIST-1 bTRAPPIST-1 cTRAPPIST-1 dTRAPPIST-1 eTRAPPIST-1 fTRAPPIST-1 gTRAPPIST-1 hОбщийрезонанс24/2424/1524/924/624/424/324/2Резонанс соследующейпланетой8/5(1,603)5/3(1,672)3/2(1,506)3/2(1,509)4/3(1,342)3/2(1,519)—
Потенциальная обитаемость Из семи известных на сегодня планет системы три находятся в обитаемой зоне TRAPPIST-1: d, e и f. 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°C и +69°C) поддержание воды в жидком виде на них крайне маловероятно. Планета f имеет достаточно низкую плотность и может являться планетой-океаном. 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. 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. 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 bTRAPPIST-1 cTRAPPIST-1 dTRAPPIST-1 eTRAPPIST-1 fTRAPPIST-1 gTRAPPIST-1 hИнсоляция () 4,25 ± 0,33 2,27 ± 0,18 1,143 ± 0,088 0,662 ± 0,051 0,382 ± 0,030 0,258 ± 0,020 Равновеснаятемпература (K) 400 342 288 251 219 199 167Равновеснаятемпература (°C) +127 +69 +15 −22 −54 −74 −106 Равновесная температура планет в таблице 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 , или , Марса — , или 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.
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 2021 году.
Галерея
См. также GJ 1214 GJ 1132 Жизнепригодность системы красного карлика
Примечания
Ссылки
View From The Telescope
Asteroid and TRAPPIST-1 Into An Amateur Telescope
Категория:Система TRAPPIST-1 Категория:Красные карлики Категория:Планетные системы