Перейти до вмісту

TRAPPIST-1e

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.


TRAPPIST-1e
Екзопланета Перелік екзопланет

Художнє уявлення TRAPPIST-1e 2018 року, де її зображено як припливно захоплену планету з рідким океаном. Реальний вигляд екзопланети наразі невідомий, однак, з огляду на її густину, вона, ймовірно, не є повністю вкритою водою.
Материнська зоря
ЗоряTRAPPIST-1
Сузір'яВодолій
Пряме піднесення(α)23г 06х 283с
Схилення(δ)-05° 02′ 28,59″
Видима величина(mV)18,8
Відстань40 св.р
(12,1 пс)
Спектральний класМ
Елементи орбіти
Велика піввісь(a) 0.02817 а.о.
Ексцентриситет орбіти (e)<0.085
Орбітальний період(P) 6.099615 ± 0.000011 діб
Нахил орбіти (i)89.860°
Фізичні характеристики планети
Маса(m)0,62 (± 0,58)M⊕ MJ
Радіус(r)0.918 (± 0.039)M⊕ RJ
Густина(ρ)4,39 (± 4,19) кг/м3
Гравітація на поверхні(g)~ 0.74 M⊕ м/с²
Температура на поверхні (T) - 21,9°C ± 4,9°C або 251,3 K
Інформація про відкриття
Дата відкриття 22 лютого 2017[1]
Відкривач(і) астрономи Льєзького університету
Спосіб відкриття Транзит
Статус відкриття Опубліковано
Джерела
Енциклопедія
позасонячних планет		дані для TRAPPIST-1e
SIMBADдані для TRAPPIST-1e

TRAPPIST-1e, або 2MASS J23062928-0502285e — кам'яниста екзопланета, близька за розмірами до Землі, яка обертається в межах придатної для життя зони навколо ультрахолодного карликового зоряного об'єкта TRAPPIST-1, розташованого на відстані 40,7 світлового року (12,5 парсека; 385 трильйонів кілометрів; 239 трильйонів миль) від Землі в сузір'ї Водолія.

Система TRAPPIST-1 розташована в сузір'ї Водолія і була відкрита у 2015. Екзопланета TRAPPIST-1e є четвертою з семи планет даної системи і була виявлена за допомогою космічнного телескопа Спітцер у 2017 транзитним методом[2][3]. Окрім TRAPPIST-1e, у придатній для життя зоні («зоні Златовласки») перебувають ще дві з семи планет (f і g)[1][4]. TRAPPIST-1e подібна до Землі за масою, радіусом, густиною, гравітацією, температурою та потоком випромінювання від зорі[5][6]. Також підтверджено, що TRAPPIST-1e не має безхмарної атмосфери з домінуванням водню, що означає: якщо планета й має атмосферу, вона, ймовірно, є компактною, тобто подібною до атмосфер планет земної групи в Сонячній системі[7].

У листопаді 2018 року дослідники вважали, що з-поміж семи екзопланет у цій багатопланетній системі TRAPPIST-1e має найвищі шанси бути океанічною планетою, подібною до Землі, і є найбільш перспективною для подальшого вивчення з погляду придатності до життя[8]. Згідно з Habitable Exoplanets Catalog, TRAPPIST-1e належить до найперспективніших потенційно придатних для життя екзопланет серед відкритих на сьогодні[9]. Найновіші спостереження 2025 року не дозволили з упевненістю встановити наявність атмосфери, хоча дали змогу виключити деякі сценарії її існування.

Відкриття

[ред. | ред. код]
Художнє зображення планетної системи TRAPPIST-1 (2018)

Команда дослідників Льєзського університету (Бельгія) під керівництвом доктора астрономії Міхаеля Гіллона[en][10] використала телескоп TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) в обсерваторії Ла-Сілья в пустелі Атакама, Чилі[11], для спостереження за TRAPPIST-1 і пошуку планет на орбіті. Використовуючи транзитну фотометрію, вони виявили три планети розміром із Землю, що обертаються навколо карликової зорі; дві внутрішні є припливно синхронізованими зі своєю зорею, тоді як зовнішня, ймовірно, розташована або в межах придатної для життя зони системи, або поблизу її межі[12][13]. Спостереження проводилися з вересня по грудень 2015 року, а результати було опубліковано в травневому випуску журналу Nature за 2016 рік[3][11].

Початкове твердження та оцінки розмірів планет були переглянуті після відкриття повної системи з семи планет у 2017 році:

Ми вже знали, що TRAPPIST-1 — невелика, тьмяна зоря на відстані близько 40 світлових років — є особливою.

У травні 2016 року команда дослідників оголосила, що навколо неї на близьких орбітах обертаються три планети, ймовірно кам'янисті: TRAPPIST-1b, c і d … Спостереження продовжилися і накопичені дані про нові транзити вже не можна було пояснити лише трьома планетами.

У певний момент ми вже не могли узгодити всі ці транзити

— зазначив Гіллон.

Згодом, після майже тритижневих безперервних спостережень за допомогою космічного телескопа Спітцер, Гіллон і його команда розв'язали цю проблему, додавши до системи TRAPPIST-1 ще чотири планети[14].

Планети, які розташовані найближче до зорі — TRAPPIST-1b і c — залишилися без змін. Проте з’явилася нова, третя планета, яка отримала позначення d, а те, що раніше вважалося планетою d, насправді виявилося спостереженнями планет e, f і g. Також було виявлено планету h, яка перебуває на найдальшій орбіті й була зафіксована лише один раз.
Порівняння розмірів зіркових систем TRAPPIST-1 та Сонячної системи (а також системи супутників Юпітера) за віддаленістю планет від власних зірок (чи Юпітера)

Фізичні характеристики планети

[ред. | ред. код]

Маса, радіус, склад та температура

[ред. | ред. код]

TRAPPIST-1e було виявлено за допомогою транзитного методу, за якого планета перекриває невелику частку світла своєї зорі під час проходження між нею та Землею. Це дозволило науковцям точно визначити радіус планети — 0,920 R⊕, із незначною похибкою близько 83 км (52 миля). Варіації часу транзитів і складні комп'ютерні моделювання дали змогу обмежити масу планети, яка становить 0,692 M⊕, тобто приблизно на 15 % менша за масу Венери[15]. TRAPPIST-1e має 82 % поверхневої гравітації Землі — третій найнижчий показник у системі. Її радіус і маса також є третіми найменшими серед планет системи TRAPPIST-1[15].

Оскільки радіус і маса TRAPPIST-1e визначені з невеликою похибкою, науковці змогли точно обчислити її густину, поверхневу гравітацію та склад. Початкові оцінки густини у 2018 році показували значення 5,65 г/см3, що становить приблизно 1,024 від густини Землі (5,51 г/см3). TRAPPIST-1e виглядала незвичною у своїй системі, оскільки була єдиною планетою з густиною, що відповідала чисто кам'яно-залізному складу, і єдиною з більшою густиною, ніж у Землі (TRAPPIST-1c також виглядала повністю кам'янистою, але з меншою густиною, ніж TRAPPIST-1e). Вища густина TRAPPIST-1e вказує на землеподібний склад і тверду кам'янисту поверхню. Це також виглядало нетипово серед планет TRAPPIST-1, оскільки вважалося, що більшість із них мають густину, сумісну з повним покриттям або товстою паровою/гарячою CO2-атмосферою, або глобальним рідким океаном, або льодовою оболонкою[5]. Однак більш точні оцінки показали, що всі планети системи мають подібні густини, узгоджені з кам'янистим складом, причому TRAPPIST-1e має дещо меншу, але все ще землеподібну середню густину[15].

Розрахункова температура рівноваги планети становить 246,1 К (−27,1 °C; −16,7 °F) за альбедо 0, також відома як «температура чорного тіла»[6]. Однак для більш реалістичного, землеподібного альбедо це дає спрощене уявлення про температуру поверхні[16]. Рівноважна температура Землі становить 255 K; саме парникові гази підвищують її фактичну температуру поверхні до значень, які ми спостерігаємо. Якщо TRAPPIST-1e матиме щільну атмосферу, її поверхня може бути значно теплішою за рівноважну температуру.

Зоря-господар

[ред. | ред. код]
Докладніше: TRAPPIST-1

Планета обертається навколо ультрахолодного карлика (пізнього спектрального класу M) під назвою TRAPPIST-1. Зоря має радіус 0,121 R☉ та масу 0,089 M☉ — поблизу межі між коричневим карликом і маломасивною зорею. Її температура становить 2 516 К (2 243 °C; 4 069 °F), а вік — 7,6 мільярдів років. Для порівняння, Сонце має вік 4,6 мільярдів років[17] і температуру 5 778 K (5 505 °C; 9 941 °F)[18]. Зоря є багатою на метали, із металічністю ([Fe/H]) 0,04, тобто 109 % від сонячного значення. Це є доволі незвичним, оскільки такі маломасивні зорі, близькі до межі між коричневими карликами та зорями, що здійснюють термоядерний синтез водню, зазвичай очікуються з істотно нижчим вмістом важких елементів, ніж у Сонця. Її світність (L☉) становить 0,0522 % від сонячної.

Видима зоряна величина зорі (тобто її яскравість з погляду спостерігача на Землі) дорівнює 18,8, відтак вона є надто тьмяною для спостереження неозброєним оком.

Орбіта

[ред. | ред. код]

TRAPPIST-1e обертається доволі близько до своєї зорі-господаря. Один повний оберт навколо TRAPPIST-1 триває лише 6,099 земної доби (~146 годин). Планета рухається на відстані 0,02928285 астрономічної одиниці (4,4×10^6 км; 2,7×10^6 миля), що становить трохи менше ніж 3 % від відстані між Землею та Сонцем. Для порівняння, найближча до Сонця планета в Сонячній системі, Меркурій, здійснює оберт за 88 днів на відстані 0,38 астрономічної одиниці (57×10^6 км; 35×10^6 миля). Попри таку близькість до своєї зорі, TRAPPIST-1e отримує лише близько 60 % випромінювання, яке Земля отримує від Сонця, через низьку світність зорі. З поверхні планети зоря мала б кутовий діаметр приблизно 2,17°, тобто виглядала б приблизно в чотири рази більшою, ніж Сонце з Землі.

Атмосфера

[ред. | ред. код]

Спостереження транзитів за допомогою космічного телескопа Джеймс Вебб не дали однозначної відповіді щодо наявності атмосфери, однак дозволили виключити багато можливих сценаріїв її існування.

Придатність до життя

[ред. | ред. код]
Художнє зображення системи TRAPPIST-1, спостережуваної з точки над поверхнею однієї з планет у придатній для життя зоні.

Екзопланету було оголошено такою, що обертається в межах придатної для життя зони своєї материнської зорі — області, де за відповідних умов і властивостей атмосфери на поверхні планети може існувати рідка вода. Радіус TRAPPIST-1e становить приблизно 0,91 від радіусу Землі, тому вона, ймовірно, є кам'янистою планетою. Її зоря-господар є червоним ультрахолодним карликом із масою лише близько 8 % від маси Сонця (поблизу межі між коричневими карликами та зорями, що здійснюють термоядерний синтез водню). Унаслідок цього такі зорі, як TRAPPIST-1, можуть залишатися стабільними до 12 трильйонів років, що більш ніж у 2000 разів довше, ніж тривалість життя Сонця[19]. Завдяки такій здатності існувати протягом надзвичайно тривалого часу, ймовірно, що TRAPPIST-1 буде однією з останніх зір у Всесвіті, коли газ, необхідний для формування нових зір, вичерпається, а наявні зорі починають згасати.

Дослідження 2018 року

[ред. | ред. код]

Попри ймовірне припливне обертання — коли одна півкуля планети постійно звернена до зорі, а інша перебуває в тіні — що може зменшувати її придатність до життя, детальніші дослідження TRAPPIST-1e та інших планет системи, опубліковані у 2018 році, показали, що ця планета є однією з найбільш землеподібних серед відкритих: її радіус становить 91 % від земного, маса — 77 %, густина — 102,4 % (5,65 г/см³), а поверхнева гравітація — 93 %. Підтверджено, що TRAPPIST-1e є планетою земної групи з твердою кам'янистою поверхнею: вона достатньо холодна, щоб на її поверхні могла існувати вода у стані рідини, але не настільки холодна, щоб вона замерзала, як на TRAPPIST-1f, g та h[5].

Планета отримує 60,4 % зоряного потоку порівняно із Землею — приблизно на третину менше, ніж Земля, але значно більше, ніж Марс[6]. Її рівноважна температура варіюється від 225 К (−48 °C; −55 °F)[20] до 246,1 К (−27,1 °C; −16,7 °F)[6] залежно від того, яку частку світла планета відбиває в космос. Обидва значення лежать між відповідними показниками Землі та Марса. Крім того, за моделями дослідників з Університету Вашингтону[7], її атмосфера не є достатньо щільною або масивною, аби негативно впливати на потенційну придатність до життя. Якщо ж атмосфера є достатньо щільною, вона також може сприяти перенесенню тепла на темний бік планети.

Дослідження 2024 року

[ред. | ред. код]

Згідно з дослідженням 2024 року, на основі моделювання, атмосфера TRAPPIST-1e може зазнавати ерозії під впливом її зорі-господаря, ймовірно через короткий орбітальний період, що могло б зробити планету непридатною для життя. Це саме явище може впливати й на атмосфери інших планет цієї системи[21][22].

Дослідження 2025 року

[ред. | ред. код]

На основі чотирьох спостережень TRAPPIST-1e за допомогою інструмента космічного телескопа Джеймс Вебб від NIRSpec, дослідники не змогли отримати переконливих доказів ні на користь, ні проти наявності атмосфери. Аналіз показав дві моделі, які однаково добре пояснюють отримані дані. Перша — це модель «плоского спектра», що може означати або те, що TRAPPIST-1e є оголеною кам'янистою планетою, або те, що вона має атмосферу невідомого типу, повністю приховану високим щільним шаром хмар.

Друга модель передбачає спектр атмосфер, багатих на азот, де азот є домінуючим газом. У межах цих сценаріїв спостерігається «попередня перевага» варіанта з незначними домішками метану (CH4). Автори зазначають, що основним обмеженням у вивченні TRAPPIST-1e є необхідність мінімізувати вплив активності її зорі. Для вирішення цієї проблеми розпочато нову програму з 15 додаткових спостережень JWST. У межах цієї програми планується послідовне спостереження транзитів TRAPPIST-1e та її сусідньої планети TRAPPIST-1b, яка, як вважається, є оголеною кам'янистою. Використовуючи сигнал від цієї планети без атмосфери для корекції впливу зоряної активності, може виникнути можливість встановити, чи має TRAPPIST-1e атмосферу[23][24].

Галерея

[ред. | ред. код]

Відео

[ред. | ред. код]
  • Відео (01:32) – Художнє зображення екзопланет TRAPPIST-1 під час їх транзиту перед своєю зорею-господарем
  • Відео (01:10) – Анімація обльоту планет системи TRAPPIST-1, включно з TRAPPIST-1e

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ а б NASA telescope reveals largest batch of Earth-size, habitable-zone planets around single star. NASA.gov. 21 лютого 2017. Процитовано 22 лютого 2017.
  2. ↑ Gillon, Michaël; Triaud, Amaury H.M.J. (2017). "Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1". Т. 542. Nature. с. 456—460. arXiv:1703.01424. Bibcode:2017Natur.542..456G. doi:10.1038/nature21360.
  3. ↑ а б Gillon, Michaël; Jehin, Emmanuël (2016). "Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star". Т. 533. Nature. с. 221—224. arXiv:1605.07211. Bibcode:2016Natur.533..221G. doi:10.1038/nature17448.
  4. ↑ TRAPPIST-1 Planet Lineup. NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) (амер.). NASA. 22 лютого 2017. Процитовано 7 листопада 2022.
  5. ↑ а б в Grimm, Simon L.; Demory, Brice-Olivier (2018). "The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets". Т. 613. Astronomy & Astrophysics. с. 21. arXiv:1802.01377. Bibcode:2018A&A...613A..68G. doi:10.1051/0004-6361/201732233.
  6. ↑ а б в г Delrez, Laetitia; Gillon, Michae (2018). "Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with Spitzer". Т. 475. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. с. 3577. arXiv:1801.02554. Bibcode:2018MNRAS.475.3577D. doi:10.1093/mnras/sty051.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  7. ↑ а б de Wit, Julien; Wakeford, Hannah R (2018). "Atmospheric reconnaissance of the habitable-zone Earth-sized planets orbiting TRAPPIST-1". Т. 2. Nature. с. 214—219. arXiv:1802.02250. Bibcode:2018NatAs...2..214D. doi:10.1038/s41550-017-0374-z.
  8. ↑ Kelley, Peter (21 листопада 2018). "Study brings new climate models of small star TRAPPIST 1's seven intriguing worlds" (вид. EurekAlert!). University of Washington.
  9. ↑ University of Puerto Rico at Arecibo (6 грудня 2021). "The Habitable Exoplanets Catalog". Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo (phl.upr.edu).
  10. ↑ Міхаель Гіллон Є частиною Institut d'Astrophysique et Géophysique в Льєзькому університеті: AGO - Department of Astrophysics, Geophysics and Oceanography. ago.ulg.ac.be. Бельгія: Льєзький університет. Процитовано 7 листопада 2022.
  11. ↑ а б Sample, Ian (2 травня 2016). "Could these newly-discovered planets orbiting an ultracool dwarf host life?". The Guardian.
  12. ↑ Gillon, Michaël; de Wit, Julien; Hook, Richard (7 листопада 2022). "Three Potentially Habitable Worlds Found Around Nearby Ultracool Dwarf Star". European Southern Observatory.
  13. ↑ Bennett, Jay (2 травня 2016). "Three Newly Discovered Planets Are the Best Bets for Life Outside the Solar System". Popular Mechanics.
  14. ↑ Sokol, Joshua. "Exoplanet discovery: Seven Earth-size exoplanets may have water". Space. New Scientist.
  15. ↑ а б в Agol, Eric; Dorn, Caroline; Grimm, Simon L.; Turbet, Martin (2021). "Refining the Transit-timing and Photometric Analysis of TRAPPIST-1: Masses, Radii, Densities, Dynamics, and Ephemerides". Т. 2. The Planetary Science Journal. с. 1. arXiv:2010.01074. Bibcode:2021PSJ.....2....1A. doi:10.3847/psj/abd022.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  16. ↑ "Equilibrium Temperatures of Planets". burro.case.edu. 7 листопада 2022.
  17. ↑ Williams, Matt (22 грудня 2015). "What is the Life Cycle Of The Sun?". Universe Today.
  18. ↑ Cain, Fraser (7 листопада 2022). "What Color is the Sun?". Universe Today.
  19. ↑ Adams, Fred C.; Laughlin, Gregory; Graves, Genevieve J.M. "Red Dwarfs and the End of the Main Sequence". Т. 22 (вид. Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica (Serie de Conferencias)). Gravitational Collapse: From massive stars to planets. с. 46—49. Bibcode:2004RMxAC..22...46A.
  20. ↑ Mendez, Abel. "HEC: Exoplanets Calculator" (вид. Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo). University of Puerto Rico at Arecibo. Архів оригіналу за 18 жовтня 2021.
  21. ↑ Cohen, Ofer; Glocer, Alex (2024). "Heating of the Atmospheres of Short-orbit Exoplanets by Their Rapid Orbital Motion through an Extreme Space Environment". Т. 962. The Astrophysical Journal. с. 157. arXiv:2401.14459. Bibcode:2024ApJ...962..157C. doi:10.3847/1538-4357/ad206a.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  22. ↑ Lea, Robert (1 квітня 2024). "Possibly habitable Trappist-1 exoplanet caught destroying its own atmosphere". Space.com.
  23. ↑ Glidden, Ana; Ranjan, Sukrit; Seager, Sara; Espinoza, Néstor. "JWST-TST DREAMS: Secondary Atmosphere Constraints for the Habitable Zone Planet TRAPPIST-1 e". Т. 990. The Astrophysical Journal Letters. с. 53. arXiv:2509.05407. doi:10.3847/2041-8213/adf62e.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  24. ↑ Andrews, Robin George (8 вересня 2025). "Hopeful Hint of an Earthlike Atmosphere on a Distant Planet". The New York Times.

Джерела

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=TRAPPIST-1e&oldid=47964059