TRAPPIST-1e
TRAPPIST-1e
TRAPPIST-1e , také označený jako 2MASS J23062928-0502285 e , je pevná exoplaneta o velikosti blízké Zemi obíhající v obyvatelné zóně kolem ultrachladné trpasličí hvězdy TRAPPIST-1 ve vzdálenosti přibližně 40 světelných let (12 380 trilionů parseků ) ; 240 bilionů mil ) od Země v souhvězdí Vodnáře . Astronomové našli exoplanetu pomocí tranzitní metody , při které se měří efekt stmívání, který planeta způsobuje, když se kříží před svou hvězdou.
Exoplaneta byla jednou ze sedmi nových exoplanet objevených obíhajících kolem hvězdy pomocí pozorování ze Spitzerova vesmírného dalekohledu . Tři ze sedmi ( e , f a g ) jsou v obyvatelné zóně. TRAPPIST-1e se podobá hmotnosti Země, poloměru, hustotě, gravitaci, teplotě a toku hvězd. Je také potvrzeno, že nemá bezoblačnou atmosféru s převahou vodíku , což znamená, že je pravděpodobnější, že bude mít kompaktní atmosféru jako pozemské planety v naší sluneční soustavě.
V listopadu 2018 vědci zjistili, že ze sedmi exoplanet v multiplanetárním systému má TRAPPIST-1e největší šanci být oceánskou planetou podobnou Zemi a nejvíce si zaslouží další studium týkající se obyvatelnosti. Navíc podle katalogu obyvatelných exoplanet je TRAPPIST-1e jednou z nejvíce potenciálně obyvatelných objevených exoplanet.
Fyzikální vlastnosti
Hmotnost, poloměr, složení a teplota
TRAPPIST-1e byl detekován tranzitní metodou , kdy planeta blokovala malé procento světla své hostitelské hvězdy, když přecházela mezi ní a Zemí. To umožnilo vědcům přesně určit poloměr planety na 0,910 R Země , s malou nejistotou asi 166-172 km. Variace časování tranzitu a pokročilé počítačové simulace pomohly omezit hmotnost planety, která se ukázala být 0,772 M Země . S jak poloměrem, tak hmotností TRAPPIST-1e určenými s nízkými odchylkami, mohli vědci přesně vypočítat hustotu planety , povrchovou gravitaci .a složení. TRAPPIST-1e je ve své soustavě neobvyklý, protože je jedinou planetou s čistým složením horniny a železa a jedinou planetou s vyšší hustotou než Země ( TRAPPIST-1c se také zdá být zcela kamenný, ale má hustou atmosféru, která díky tomu je méně hustý než TRAPPIST-1e). Má hustotu 5,65 g/cm 3 , což je asi 1,024násobek hustoty Země 5,51 g/cm 3 . Vyšší hustota TRAPPIST-1e implikuje složení podobné Zemi a pevný skalnatý povrch. To je také neobvyklé mezi planetami TRAPPIST-1, protože většina z nich je zcela pokryta buď hustou parní atmosférou, globálním tekutým oceánem .nebo ledová skořápka. TRAPPIST-1e má 93 % povrchové gravitace Země, což je druhá nejvyšší v systému. Jeho poloměr a hmotnost jsou také třetí nejmenší mezi planetami TRAPPIST-1.
Planeta má vypočítanou rovnovážnou teplotu 246,1 K (−27,1 °C ; −16,7 °F ), při daném albedu 0. Pro realističtější albedo podobné Zemi to však poskytuje nerealistický obrázek povrchové teploty planety. Rovnovážná teplota Země je 255 K; jsou to skleníkové plyny Země, které zvyšují její povrchovou teplotu na úroveň, kterou zažíváme. Pokud má TRAPPIST-1e hustou atmosféru, jeho povrch by mohl být mnohem teplejší než jeho rovnovážná teplota.
Hostitelská hvězda
Hlavní článek: TRAPPIST-1
Planeta obíhá kolem ultrachladné trpasličí hvězdy (pozdního typu M ) s názvem TRAPPIST-1 . Hvězda má hmotnost 0,089 M - blízko hranice mezi hnědým trpaslíkem a hvězdou s nízkou hmotností - a poloměr 0,121 R . Má teplotu 2 516 K a je stará 7,6 miliardy let. Pro srovnání: Slunce je staré 4,6 miliardy let a má teplotu 5 778 K. Hvězda je bohatá na kovy, s metalicitou ([Fe/H]) 0,04 nebo 109 % slunečního množství. To je zvláště zvláštní, protože u takovýchto nízkohmotných hvězd blízko hranice mezi hnědými trpaslíky a hvězdami slučujícími se s vodíkem by se dalo očekávat, že budou mít podstatně menší obsah kovů než Slunce. Jeho svítivost ( L ) je 0,0522 % svítivosti Slunce.
Zdánlivá magnituda hvězdy neboli to, jak jasná se jeví z pohledu Země, je 18,8. Proto je příliš slabý na to, aby byl vidět pouhým okem.
Orbit
TRAPPIST-1e obíhá svou hostitelskou hvězdu poměrně blízko. Jedna úplná revoluce kolem TRAPPIST-1 trvá pouze 6 099 pozemských dnů (~146 hodin). Obíhá ve vzdálenosti 0,02928285 AU , což je těsně pod 3 % vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem . Pro srovnání, nejbližší planetě naší sluneční soustavy, Merkuru , trvá 88 dní, než oběhne Slunce ve vzdálenosti 0,38 AU. Navzdory své těsné blízkosti své hostitelské hvězdy získává TRAPPIST-1e pouze asi 60 % světla hvězd, které Země získává ze Slunce, kvůli nízké svítivosti své hvězdy. Hvězda by pokrývala úhlový průměr asi 2,17 stupně od povrchu planety a vypadala by asi čtyřikrát větší než Slunce ze Země.
Atmosféra
Je potvrzeno, že TRAPPIST-1e nemá bezoblačnou atmosféru s převahou vodíku , což znamená, že je pravděpodobnější, že bude mít kompaktní atmosféru bez vodíku jako u kamenných planet naší sluneční soustavy, což dále zvyšuje šance na obyvatelnost. Vodík je silný skleníkový plyn , takže pokud by ho bylo dost, aby ho bylo možné snadno detekovat, znamenalo by to, že povrch TRAPPIST-1e by byl nehostinný. Protože taková atmosféra není přítomna, zvyšuje to šance, že planeta bude mít místo toho atmosféru více podobnou Zemi. Nebyla však detekována žádná atmosféra a stále je možné, že planeta žádnou atmosféru nemá. Kromě toho nebyly od roku 2021 zjištěny žádné emise helia z TRAPPIST-1e.
Obyvatelnost
Umělecký dojem ze systému TRAPPIST-1, viděný nad povrchem jedné z planet v obyvatelné zóněViz také: Obyvatelnost systémů červených trpaslíků
Bylo oznámeno, že exoplaneta obíhá v obyvatelné zóně své mateřské hvězdy, tedy oblasti, kde při správných podmínkách a atmosférických vlastnostech může na povrchu planety existovat kapalná voda. TRAPPIST-1e má poloměr kolem 0,91 R Země , takže se pravděpodobně jedná o kamennou planetu. Jeho hostitelská hvězda je červený ultrachladný trpaslík s pouze asi 8 % hmotnosti Slunce (blízko hranice mezi hnědými trpaslíky a hvězdami slučujícími vodík). Výsledkem je, že hvězdy jako TRAPPIST-1 mají potenciál zůstat stabilní po dobu až 12 bilionů let, což je více než 1000krát déle než Slunce. Kvůli této schopnosti žít po tak dlouhou dobu je pravděpodobné, že TRAPPIST-1 bude jednou z posledních zbývajících hvězd ve vesmíru, až bude vyčerpán plyn potřebný k vytvoření nových hvězd a stávající hvězdy začnou zanikat. vymírat.
Další faktory a studie z roku 2018
Přestože je pravděpodobně slapově uzamčena - což znamená, že jedna polokoule je trvale obrácena ke hvězdě, zatímco druhá nikoli - což může snížit obyvatelnost planety, podrobnější studie TRAPPIST-1e a dalších planet TRAPPIST-1 zveřejněné v roce 2018 určily, že planeta je jeden z nejvíce nalezených světů o velikosti Země, s 91 % poloměru, 77 % hmotnosti, 102,4 % hustoty (5,65 g/cm 3 ) a 93 % povrchové gravitace. TRAPPIST-1e je potvrzeno jako pozemská planeta s pevným, kamenitým povrchem. Je dostatečně chladná na to, aby se na povrchu hromadila kapalná voda, ale není příliš studená, aby zmrzla jako na TRAPPIST-1f , g , h .
Planeta přijímá hvězdný tok 60,4% toku Země, což je asi o třetinu nižší než tok Země, ale výrazně větší než tok Marsu .Jeho rovnovážná teplota se pohybuje od 225 K (−48 °C; −55 °F) do 246,1 K (−27,1 °C; −16,7 °F), v závislosti na tom, kolik světla planeta odráží do vesmíru. Oba jsou také mezi těmi ze Země a Marsu. Navíc je potvrzeno, že jeho atmosféra není dostatečně hustá nebo hustá, aby poškodila potenciál obyvatelnosti, podle modelů Washingtonské univerzity . Atmosféra, pokud je dostatečně silná, může také pomoci přenést dodatečné teplo na temnou stranu planety.
Budoucí pozorování
Protože se jedná o jednu z nejslibnějších známých potenciálně obyvatelných exoplanet , bude TRAPPIST-1e časným cílem vesmírného dalekohledu Jamese Webba . Dalekohled, který byl spuštěn 25. prosince 2021, umožní rozsáhlejší analýzu atmosféry planety a usnadní hledání jakýchkoli chemických známek života nebo biologických podpisů .
Objev
Tým astronomů vedený Michaëlem Gillonem použil dalekohled TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) na observatoři La Silla v poušti Atacama v Chile k pozorování TRAPPIST-1 a hledání obíhajících planet. Využitím tranzitní fotometrie objevili tři planety velikosti Země obíhající kolem trpasličí hvězdy; dva nejvnitřnější jsou slapově uzamčeny ke své hostitelské hvězdě, zatímco nejvzdálenější se zdá, že leží buď v obyvatelné zóně systému, nebo těsně mimo ni. Tým provedl svá pozorování od září do prosince 2015 a svá zjištění zveřejnil v květnu 2016 v časopise Nature .
Umělecký dojem z planetárního systému TRAPPIST-1.
Původní tvrzení a předpokládaná velikost planety byly revidovány, když byl v roce 2017 odhalen celý systém sedmi planet:
"Už jsme věděli, že TRAPPIST-1, malá, slabá hvězda vzdálená asi 40 světelných let, je zvláštní. V květnu 2016 tým vedený Michaëlem Gillonem z belgické univerzity v Lutychu oznámil, že ji těsně obíhají tři planety, které jsou pravděpodobně kamenné." : TRAPPIST-1b, c a d ..."Jak tým neustále sledoval, jak hvězdu protíná stín za stínem, tři planety se již nezdály jako dostatečné k vysvětlení vzoru.""Nyní, po použití vesmírného Spitzerova teleskopu ke sledování systému téměř tři týdny v kuse, Gillon a jeho tým problém vyřešili: TRAPPIST-1 má další čtyři planety."Planety nejblíže hvězdě, TRAPPIST-1b a c, se nezměnily. Ale je tu nová třetí planeta, která přijala přezdívku d, a to, co předtím vypadalo jako d, se ukázalo být záblesky e, f a g Je tu také planeta h, která se vznáší nejdále a je spatřena pouze jednou."
