Витрина
Журналов

Deep Space №14

Комментарии
1

категория журнала | Наука и Техника

NASA приглашает посетить недавно открытую планету TRAPPIST-1e

NASA приглашает посетить недавно открытую планету TRAPPIST-1e

Бренд: Deep Space

Автор: zaur_zakaryaev

Дата издания: 23.02.2017

AltText

Взгляд художника на систему TRAPPIST-1, отражающий различные фазы всех ее семи планет. Когда планета оказывается на фоне диска красного карлика, как две планеты на илюстрации, на кривой блеска звезды, регистрируемой на Земле, появляется минимум.

TRAPPIST-1: землеподобные миры с умеренным климатом в необыкновенно многочисленной планетной системе!

Астрономы обнаружили всего в 40 световых годах от нас систему семи планет, сравнимых по размерам с Землей. Все эти планеты были зарегистрированы наземными и космическими телескопами, в том числе телескопом VLT, во время их прохождения между наблюдателем и материнской звездой, ультрахолодным карликом TRAPPIST-1. Как утверждает статья, публикуемая в журнале Nature, три из этих планет лежат в «зоне обитания». Их поверхности могут быть покрыты водными океанами, что увеличивает шансы найти там жизнь. Из всех известных на сегодня планетных систем TRAPPIST-1 имеет самое большое количество землеподобных планет и планет, на поверхности которых может существовать жидкая вода. 


В результате наблюдений астрономы подтвердили существование по крайней мере семи небольших планет у холодной красной карликовой звезды TRAPPIST-1. Все эти планеты, обозначенные в порядке увеличения их расстояния от материнской звезды TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g и h, сравнимы по размерам с Землей. Кроме находящегося на околоземной орбите Космического телескопа Спитцера, был задействован целый ряд наземных инструментов: телескоп TRAPPIST–South в обсерватории Ла Силья в Чили, приемник HAWK-I на телескопе VLT в Чили, телескоп TRAPPIST–North в Марокко, 3.8-метровый телескоп UKIRT на Гавайях, 2-метровый телескоп «Ливерпуль» и 4-метровый телескоп Вильяма Гершеля на Ла Пальма, 1-метровый телескоп SAAO в Южной Африке. 


TRAPPIST–South (the TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope–South) – бельгийский 0.6-м робот-телескоп, управляемый из Льежского университета и установленный в обсерватории Ла Силья в Чили. Большая часть его времени отдана мониторингу светового потока от примерно 60 ближайших ультрахолодных карликовых звезд и коричневых карликов (“звезд” недостаточно массивных для запуска в их недрах устойчивого ядерного горения) с целью поиска планетных транзитов. TRAPPIST–South, как и его «близнец» TRAPPIST–North, являются первыми элементами наблюдательной системы SPECULOOS, которая сейчас устанавливается в обсерватории на Паранале. В начале 2016 г. группа астрономов, также руководимая Михаэлем Гийо, объявила об открытии трех планет у TRAPPIST-1. Группа перешла к более интенсивным наблюдениям этой системы после того, как с приемником HAWK-I на телескопе VLT было зарегистрировано явление тройного транзита, ясного свидетельства существования в системе еще по крайней мере одной неизвестной планеты. Эта историческая кривая блеска впервые продемонстрировала одновременное затмение диска звезды тремя землеподобными планетами, две из которых находятся в «зоне обитания»! 


Кратковременные уменьшения блеска звезды, вызванные тем, что каждая из семи планет проходит между звездой и земным наблюдателем — такие явления называются транзитами или прохождениями — позволили астрономам вычислить размеры, состав и орбиты планет. Это один из основных методов, используемых астрономами для поиска экзопланет. Поток света от звезды регистрируется в течение длительного времени и исследуется на предмет обнаружения периодических ослаблений блеска вследствие того, что планета в своем орбитальном движении вокруг звезды загораживает часть диска звезды от земного наблюдателя. Это явление называется в астрономии транзитом или прохождением планеты по диску звезды. Итак, если в блеске звезды обнаруживаются небольшие периодические ослабления, это означает, что у этой звезды есть планета. Оказалось, что по крайней мере шесть более близких к звезде планет сравнимы с Землей и по размерам, и по температуре. 


Ведущий автор работы Михаэль Гийон из Института STAR при Льежском университете в Бельгии в восторге от находки: “Это потрясающая планетная система — не только потому, что мы нашли так много планет, но и потому, что все они удивительно похожи по размерам на Землю!” 


TRAPPIST-1 – очень маленькая звезда, масса ее составляет всего 8% солнечной. Она лишь немного больше Юпитера и очень слабая, хоть и расположена не слишком далеко от нас в созвездии Водолея. Астрономы и раньше предполагали, что вокруг таких карликовых звезд на близких к их поверхности орбитах может обнаружиться много землеподобных планет, подходящих по своим параметрам для поисков внеземной жизни. TRAPPIST-1 стала первой обнаруженной системой такого рода. 


Соавтор работы Амори Трио развивает эту мысль: “Такие карлики, как TRAPPIST-1, излучают гораздо меньше энергии, чем Солнце. И поэтому, чтобы на поверхности их планет могла существовать вода, эти планеты должны располагаться гораздо ближе к своей звезде, чем планеты Солнечной системы к Солнцу. Нам очень повезло – именно такую компактную конфигурацию планетной системы мы и видим у TRAPPIST-1!” 


Исследователи выяснили, что все планеты в открытой ими системе близки по размеру к Земле и Венере, или даже чуть меньше. Измерения их плотности показали, что по крайней мере шесть – те, что ближе к звезде – вероятно, каменные по своему составу. 


Размеры орбит открытых планет ненамного больше, чем у «галилеевых лун» Юпитера, и гораздо меньше, чем орбита Меркурия в Солнечной системе. Однако, из-за малых размеров самой звезды TRAPPIST-1 и ее низкой температуры приток энергии к поверхности ее планет примерно такой же, как у внутренних планет Солнечной системы; планеты TRAPPIST-1c, d и f получают примерно столько же энергии, как Венера, Земля и Марс, соответственно. 


Теоретически на поверхности всех семи открытых планет может существовать жидкая вода, хотя из-за различия в радиусах их орбит для некоторых из них это более вероятно, чем для остальных. Моделирование климатических условий показывает, что самые близкие к материнской звезде планеты TRAPPIST-1b, c и d, вероятно, слишком горячи для воды, хотя там могут найтись небольшие участки поверхности, где она есть. Оценка радиуса орбиты самой внешней планеты в системе, TRAPPIST-1h, еще не подтверждена, но скорее всего для жидкой воды на ней слишком холодно — если только не представить себе какие-то альтернативные процессы ее разогрева. Такие процессы могут быть связаны с приливным нагреванием: периодические деформации планеты гравитационным притяжением звезды ведут к возникновению внутренних сил трения и выделению тепла. Этим, например, объясняются активные вулканические явления на спутнике Юпитера Ио. Если на планете TRAPPIST-1h к тому же сохранилась первичная водородная атмосфера, скорость потери планетой тепла может быть очень низкой. 


Однако, TRAPPIST-1e, f, и g являются настоящим подарком для охотников за планетами: их орбиты лежат внутри зоны обитания и на них вполне могут существовать океаны. Новооткрытая система также является самой большой известной цепью экзопланет, орбиты которых находятся вблизи резонанса друг к другу. Астрономы тщательно измерили для каждой из планет время полного оборота ее вокруг материнской звезды TRAPPIST-1 — период обращения — а затем вычислили отношение периода каждой из планет к периоду следующей за ней в порядке увеличения радиуса орбиты. Для шести внутренних планет системы TRAPPIST-1 эти отношения оказались очень близки к простым отношениям, таким, как 5:3 или 3:2. Это означает, что планеты, скорее всего, образовались совместно на больших расстояниях от звезды, а затем переместились ближе к ней на свои нынешние орбиты. Если это так, для них должны быть характерны низкие плотности и обилие летучих веществ, то есть ледяная поверхность и/или наличие атмосферы. 


Открытие сделало систему TRAPPIST-1 очень перспективной целью для будущих исследований. Поиски атмосфер у новых планет уже ведутся на космическом телескопе "Хаббл". Член группы Эммануэль Жеэн предвкушает будущие возможности: “С телескопами следующего поколения, такими, как E-ELT и космический телескоп Джеймса Уэбба, мы скоро сможем заняться прямыми поисками воды и, возможно, даже доказательств существования жизни на этих планетах.” 


ОРИГИНАЛ СТАТЬИ: http://www.eso.org/public/russia/news/eso1706/

Description

На этой диаграмме проведено сравнение размеров планет, открытых у слабой красной звезды TRAPPIST-1, с размерами «галилеевых лун» Юпитера и планет внутренней Солнечной системы. Все планеты, найденные у TRAPPIST-1, имеют размеры, близкие к размерам Земли.

AltText

На этой диаграмме проведено сравнение орбит планет, открытых у слабой красной звезды TRAPPIST-1, с орбитами «галилеевых лун» Юпитера и планет внутренней Солнечной системы. Все планеты, найденные у TRAPPIST-1, гораздо ближе к своей материнской звезде, чем Меркурий к Солнцу. Однако, так как их звезда гораздо слабее Солнца, ее планеты получают примерно то же количество энергии, которое получают от Солнца Венера, Земля и Марс.

Description

На этой диаграмме представлены относительные размеры орбит семи планет системы ультрахолодного карлика TRAPPIST-1. Заштрихованная область соответствует «зоне обитания», в которой на планетах могут существовать водяные океаны. Орбита самой внешней из планет, TRAPPIST-1h, пока плохо определена. Пунктиром показаны альтернативные границы «зоны обитания», основанные на иных теоретических предпосылках.

AltText

Эта иллюстрация отражает представление нашего художника о возможном внешнем виде семи планет системы TRAPPIST-1 — включая возможность существования на некоторых из них океанов. Для сравнения представлены в том же масштабе каменные планеты Солнечной системы. Дана числовая информация о размерах и орбитальных периодах всех представленных планет; планеты системы TRAPPIST-1 имеют размеры, сравнимые с размерами Земли.

Description

На графике представлены вариации блеска слабого карлика TRAPPIST-1 во время редкого события: тройного транзита 11 декабря 2015 г. Во время мониторинга звезды с приемником HAWK-I на Очень Большом Телескопе ESO перед ее диском прошли три планеты, каждая из которых блокировала часть света звезды. Эта историческая кривая блеска впервые демонстрирует покрытие звезды одновременно тремя землеподобными планетами, две из которых находятся в «зоне обитания» этой звезды.

AltText

На этой диаграмме показано, как происходят падения блеска слабой красной ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1, когда ее свет загораживают от нас проходящие перед ней семь ее планет. Чем больше планета, тем больше ослабление света звезды; чем дальше планета от звезды, тем медленнее она движется по своей орбите и тем дольше продолжается транзит. Данные получены в процессе наблюдений на Космическом телескопе Спитцера NASA.

Description

Сравнение внутренней Солнечной Системы и системы TRAPPIST-1

AltText

Эта художественная иллюстрация помещена на обложку журнала Nature от 22 февраля 2017 г. Художник отразил в ней различные формы, в которых может существовать вода на планетах системы TRAPPIST-1: иней, пар, жидкая вода.