TRAPENISTA-1

TRAPPIST-1 (también 2MASS J23062928-0502285 o EPIC 246199087 ) [8]  es una sola estrella con un sistema de planetas , 3 de los cuales están en la zona habitable . Se encuentra en la constelación de Acuario a una distancia de 39,5 St. años del sol. El sistema planetario fue descubierto en 2016-2017 [9] [10] [11] .

Características

Trappist-1 es una enana roja de tipo espectral M8 V [1] . La magnitud aparente de TRAPPIST-1 m V = 18,80 m , mientras que en luz roja e infrarroja es mucho más brillante: en el filtro R su brillo es de 16,47 m , en J - 11,35 m , en K - 10,30 m [5] . El radio de la estrella es el 12,1% del radio del Sol [3] , que es ligeramente mayor que el radio de Júpiter [12] [13] . Además, su masa es igual a 0,080 ± 0,007 masas solares [12] , o ~84 masas de Júpiter [1] . La densidad media de una estrella, determinada a partir de los tránsitos planetarios, es 49,3+4,1
−8,3veces mayor que la densidad media del Sol [13] . La temperatura superficial se estima en 2559 ± 50 K [1] . Su luminosidad es unas 1900 veces menor que la luminosidad del Sol [1] . Antes de las observaciones del telescopio Kepler , se creía que el período de rotación era de 1,40 ± 0,05 días [13] , pero nuevos datos indican 3,295 ± 0,003 días [4] . La actividad de la estrella resultó ser moderada, la frecuencia de destellos con una potencia superior al 1% de la luminosidad media es 30 veces menor que la de las estrellas de las clases M6-M9. A partir de estos, así como de una serie de otros datos, se volvió a estimar la edad de la estrella; ahora se cree que es igual a 7,6 ± 2,2 mil millones de años [3] [6] [14] . Hasta entonces, solo se sabía que TRAPPIST-1 tenía más de 500 millones de años [12] .

La estrella tiene un movimiento propio bastante alto , moviéndose alrededor de la esfera celeste a 1,04 segundos de arco por año [5] . Su velocidad radial es −56,3 ± 0,3 km/s, la estrella se acerca al Sol [5] .

Sistema planetario

Historial de descubrimientos

En mayo de 2016, un grupo de astrónomos de Bélgica y EE . UU ., dirigido por Michaël Gillon ( el francés  Michaël Gillon ), anunció [15] el descubrimiento de tres planetas en tránsito en el sistema de una enana roja fría tenue 2MASS J23062928-0502285 usando un robot 0,6 metros del telescopio TRAPPIST en el Observatorio La Silla de ESO en Chile [16] . Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Nature [13] . Los planetas fueron designados TRAPPIST-1 b , TRAPPIST-1 c y TRAPPIST-1 d , en orden de distancia a la estrella. Sin embargo, observaciones posteriores encontraron que la observación inicial del tercer planeta, TRAPPIST-1 d, era errónea: su supuesto tránsito era de hecho una coincidencia de los pasos de otros, en ese momento aún desconocidos, planetas del sistema a través del disco de la estrella. . Observaciones más cuidadosas del sistema permitieron detectar un tercer planeta real junto con otros cuatro planetas similares a la Tierra en tránsito ( e , f , g y h ), cuyos parámetros se presentaron en una conferencia de prensa de la NASA el 22 de febrero de 2017. [17] y publicado simultáneamente en la revista Nature [12] . Estas observaciones adicionales se realizaron con varios telescopios terrestres y el Telescopio Espacial Spitzer , que midió el brillo de la estrella durante casi 20 días en septiembre de 2016. Por lo tanto, el número total de planetas en el sistema llegó a siete, mientras que Spitzer no midió con precisión el período orbital TRAPPIST-1h, ya que el planeta se observó solo 1 vez. Pero el telescopio Kepler, como parte de la misión K2 , observó cambios en el brillo de TRAPPIST-1 en la duodécima región desde el 15 de diciembre de 2015 hasta el 4 de marzo de 2017, respectivamente, pudo detectar más tránsitos y determinar el período exacto de el séptimo planeta [6] [14] . Un mes después, el 13 de abril, utilizando los mismos datos, se refinaron los parámetros de todos los planetas del sistema [18] .

Opciones

Siete exoplanetas descubiertos del sistema TRAPPIST-1 tienen un tamaño similar al de la Tierra [1] (sus radios van desde 0,71 R ⊕ para TRAPPIST-1 h hasta 1,13 R ⊕ para TRAPPIST-1 g), y la masa aproximada se midió utilizando tránsitos de tiempo. Los períodos de revolución alrededor de la estrella madre para los dos planetas interiores, b y c, son de 1,51 y 2,42 días, respectivamente. Se asumió que ambos planetas son análogos calientes de Venus [1] . Sin embargo, después de medir la masa y la densidad de los planetas, resultó que el segundo planeta, TRAPPIST-1 c, puede ser un análogo de Venus, y el primer planeta, TRAPPIST-1 b, es más probable que contenga una gran cantidad de agua u otras sustancias volátiles en su composición [19] . El período de revolución del tercer planeta no se determinó originalmente y se supuso que estaba en el rango de 4,6 a 72,8 días. Pero, tras la publicación de los resultados del análisis de los tránsitos planetarios (realizados por el telescopio Spitzer), se constató que la identificación inicial del tercer planeta era errónea. El planeta TRAPPIST-1 d, descubierto en el curso de nuevas observaciones, gira en 4,05 días y tiene un radio de 0,77 R ⊕ [12] [20] . Además, a partir de estos datos se descubrieron nuevos exoplanetas: TRAPPIST-1 e con un período orbital de 6,1 días y un radio de 0,92 R ⊕ ; TRAPPIST-1 f con un período orbital de 9,2 días y un radio de 1,04 R ⊕ ; TRAPPIST-1 g con un período orbital de 12,3 días y un radio de 1,13 R ⊕ ; así como el séptimo planeta en términos de eliminación - TRAPPIST-1 h. Debido al hecho de que Spitzer pudo registrar solo un tránsito del planeta, sus parámetros inicialmente no se determinaron con precisión (el período orbital se calculó a partir de la duración del tránsito y se supuso que era de aproximadamente 20 días, y el radio era 0,75) . R ⊕ ) [12] . Después de procesar las observaciones del telescopio Kepler, se supo que, de hecho, TRAPPIST-1 h gira en 18 días y tiene un radio de 0,7 terrestres [6] . Solo un mes después, se conocieron sus parámetros más precisos y los datos de los otros planetas del sistema se refinaron significativamente. Resultó que las masas en el estudio anterior estaban sobreestimadas. Así, la densidad de seis planetas indica la presencia de una proporción significativa de agua y otras sustancias volátiles en su composición. Los cuatro planetas más exteriores, a saber, e, f, g y h, pueden estar compuestos casi por completo de agua. Solo el planeta TRAPPIST-1 c tiene una masa superior a la predicha anteriormente y puede contener más del 50% de hierro en su composición [18] .

También con base en los datos de Kepler, los entusiastas del proyecto de búsqueda de exoplanetas amateur Planet Hunters también sugirieron la presencia de otro planeta en el sistema, con un período orbital de 26.736 días [21] [22] . Sin embargo, este descubrimiento aún no ha sido confirmado en fuentes más confiables [14] .

La siguiente tabla muestra los valores de las características de los planetas del sistema con errores de medición [18] :

Resonancias

Los períodos orbitales de todos los planetas conocidos en el sistema son múltiplos entre sí y están en resonancia . Esta es la cadena de resonancias más larga entre los exoplanetas. Se supone que surgió debido a las interacciones que ocurren durante la migración de los planetas desde las regiones exteriores a las regiones interiores después de su formación en el disco protoplanetario. Si es así, entonces aumentan las posibilidades de encontrar cantidades significativas de agua en estos planetas [6] [23] .

Resonancias con el primer planeta

Habitabilidad potencial

De los siete planetas conocidos en el sistema actual, tres están en la zona habitable de TRAPPIST-1: d, e y f. Según la densidad medida, el planeta b puede tener un núcleo pequeño o, más probablemente, contener una proporción significativa de agua u otras sustancias volátiles en su composición. Debido a la temperatura superficial demasiado alta de los dos primeros planetas (+127°C y +69°C), el mantenimiento de agua líquida en ellos es extremadamente improbable. El planeta f tiene una densidad bastante baja y puede ser un planeta oceánico [12] [19] . Los modelos propuestos en la Universidad de Cornell sugieren que la zona habitable de TRAPPIST-1 puede ser más amplia si el hidrógeno volcánico se considera un gas de efecto invernadero potencial que contribuye al aumento de la temperatura climática. Esto significa que no tres, sino cuatro planetas pueden caer en la zona habitable [24] . La emisión de rayos X de la corona TRAPPIST-1 es aproximadamente igual a la emisión de rayos X de Proxima Centauri , y la radiación ultravioleta ( Serie Lyman ), creada por átomos de hidrógeno de la capa cromosférica de la estrella ubicada debajo de la corona, en TRAPPIST-1 resultó ser 6 veces menor que la emisión ultravioleta de Proxima Centauri. Por esta razón, los dos planetas más cercanos a la estrella, TRAPPIST-1 b y TRAPPIST-1 c, podrían perder su atmósfera e hidrosfera en 1 a 3 mil millones de años si sus masas iniciales son similares a la de la Tierra. Sin embargo, la reposición de hidrógeno y oxígeno atmosféricos puede ocurrir debido a la fotodisociación del agua, si los planetas contienen mucho en su composición [25] .

Temperatura e insolación de los planetas TRAPPIST-1

La temperatura de equilibrio de los planetas en la tabla [18] se da bajo el supuesto de albedo de Bond cero (es decir, en ausencia de dispersión de la luz incidente por la atmósfera) y en ausencia del efecto invernadero de la atmósfera. A modo de comparación, la temperatura de equilibrio de la Tierra en su órbita alrededor del Sol bajo las mismas suposiciones sería 279 K , o +4 °C , Marte - 226 K , o −47 °C [26] .

En noviembre de 2017, se creía que la actividad de la estrella no permite que sus planetas se mantengan y formen una atmósfera. Sin embargo, en diciembre del mismo año, uno de los estudios mostró que la atmósfera se puede preservar incluso con una actividad estelar tan agresiva, y para el sistema TRAPPIST-1, los planetas g y h pueden tener una atmósfera. Se supone que será posible resolver este problema mediante la observación directa con el telescopio James Webb en 2021 [27] .

Galería

• Comparación de los tamaños del Sol y la estrella TRAPPIST-1. Dado que la temperatura efectiva de la pequeña estrella es mucho más baja que la del Sol, parece más roja.

• Comparación de los tamaños, densidad e iluminación de los planetas del sistema TRAPPIST-1 con los planetas del sistema solar. La zona habitable está resaltada en verde.

Véase también

• GJ 1214
• GJ 1132
• Viabilidad de un sistema de enana roja

Notas

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Planetas templados del tamaño de la Tierra que transitan por una estrella enana ultrafría cercana Archivado el 7 de junio de 2019 en Wayback Machine , https://www.eso.org/public/russia/ Archivado el 21 de noviembre de 2019 en la Wayback Machine .
2. ↑ 1 2 3 Van Grootel, Valerie; Fernández, Catarina S.; Gillon, Michael; Jehín, Emmanuel; Scuflaire, Richard; Burgasser, Adam J.; Burdanov, Artem; Delrez, Laetitia; Demory, Brice-Olivier; de Wit, Julien; Queloz, Didier; Triaud, Amaury HMJ Parámetros estelares para TRAPPIST-1  (inglés)  // The Astrophysical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 2018. - Enero ( vol. 853 , no. 1 ). — Pág. 30 . doi : 10.3847 /1538-4357/aaa023 . — . -arXiv : 1712.01911 . _
3. ↑ 1 2 3 4 Burgasser AJ, Mamajek EE (2017), Sobre la era del sistema TRAPPIST-1, arΧiv : 1706.02018 [astro-ph]. 
4. ↑ 1 2 Vida K., Kővári Zs., Pál A., Oláh K., Kriskovics L. Frequent Flaring in the TRAPPIST-1 System—¿Inadecuado para la vida? (Inglés)  // El diario astrofísico. - 2017. - Vol. 841.- Iss. 2 . - Pág. 124. - ISSN 1538-4357 . doi : 10.3847 /1538-4357/aa6f05 . -arXiv : 1703.10130 . _
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6. ↑ 1 2 3 4 5 Luger R. et al. Una cadena resonante de siete planetas en TRAPPIST-1  //  Nature Astronomy. - 2017. - Vol. 1. Iss. 6 _ - Pág. 0129. - ISSN 2397-3366 . -doi : 10.1038/ s41550-017-0129 . -arXiv : 1703.04166v2 . _
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20. ↑ Planeta TRAPPIST-1d . exoplaneta.eu . Consultado el 23 de febrero de 2017. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2018. (indefinido)
21. ↑ C12 K2 Encuentra  . Talk Planet Hunters 3. - "Curiosamente, el candidato a planeta con período 26.736 no aparece en la curva de luz de Spitzer". Consultado el 22 de noviembre de 2019. Archivado desde el original el 27 de agosto de 2019.
22. ↑ Los datos de cadencia sin procesar para las observaciones K2 del sistema TRAPPIST-1 ya están disponibles . Archivo Mikulski para Telescopios Espaciales (MAST) . — "P=26,74 días, a partir de BKJD 2923,195, duración 1,5 horas, profundidad 0,0099 (planeta Y)". (indefinido)
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27. ↑ Vasili Makarov. Los planetas en el sistema TRAPPIST-1 todavía pueden tener una atmósfera . Mecánica Popular (4 de enero de 2018). Consultado el 22 de noviembre de 2019. Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2020. (Ruso)

Enlaces

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• El lote más grande de planetas de zona habitable del tamaño de la Tierra  (inglés) . Exploración de exoplanetas . NASA. - Sistema TRAPPIST-1 en la web de la NASA. Recuperado: 3 Agosto 2019.
• Keshelava, Timur Una estrella llamada TRAPPIST-1 . encontró otro análogo del sistema solar . Indicador (22 de febrero de 2017) . Recuperado: 23 de febrero de 2017. (indefinido)
• Shartogasheva, Anastasia NASA habló sobre el nuevo descubrimiento en una conferencia de prensa que todos estaban esperando . Mecánica Popular (22 de febrero de 2017). Recuperado: 3 Agosto 2019. (Ruso)

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