الفلك

هل الكواكب Trappist-1 في النظام الشمسي؟

هل الكواكب Trappist-1 في النظام الشمسي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا مستجد في علم الفلك ، لكنني مهتم بمعرفة كيفية عمل النجوم والكواكب. بدأ كل شيء مع Trappist-1. قرأت عنها ، وهي رائعة. ومع ذلك ، من المستحيل بالنسبة لي أن أضعها في مكانها مع حالة معرفتي الحالية. لذلك أود أن أطرح هنا بعض الأسئلة العامة.

بادئ ذي بدء ، خلال المدرسة الثانوية ، علمت أننا في النظام الشمسي وهناك بعض الكواكب التي تدور حول الشمس. من السهل تذكرها وتخيلها ، ولكن هناك نجوم ، وكواكب ، ومجموعات نجمية ، وما إلى ذلك ، والتي لا يمكنني ربطها بهذا النظام الأساسي الذي تعلمت عنه.

وما أربكني كثيرًا هاتين الصورتين:

و

وهذا التعريف لكوكب خارج المجموعة الشمسية:

كوكب خارج المجموعة الشمسية أو كوكب خارج المجموعة الشمسية [...]

من الصور ، أستطيع أن أرى أن Trappist هو في الواقع في النظام الشمسي. هل هذا صحيح؟ وإذا كان هذا صحيحًا ، فلماذا استغرق الأمر منا سنوات عديدة للعثور عليه؟ لدينا فوييجر واحد تقريبًا خارج النظام الشمسي. لا يمكن أن تجدها من قبل؟ وهل من الممكن العثور على المزيد من الكواكب في نظامنا الشمسي؟ هل هذا بسبب أن فوييجر كانت تسير في الاتجاه x-y فقط ، وليس "عموديًا" على المدارات؟

أنا آسف لطرح هذه الأسئلة الغبية ، لكنني ببساطة لا أستطيع بناء معرفة جديدة حول فهمي الحالي منخفض المستوى للنظام الشمسي. هذه هي معرفتي الحالية:

هل يمكنك مساعدتي للإجابة على الأسئلة أعلاه؟


خلال المدرسة الثانوية ، علمت أننا في النظام الشمسي وهناك بعض الكواكب التي تدور حول الشمس.

نعم هذا صحيح. وفقًا للتعريفات الحالية لما يعتبر كوكبًا ، هناك 8 كواكب تدور حول شمسنا $ - $ عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون. هناك أيضًا مجموعة من "الكواكب القزمة" الأصغر والتي تشمل (بدون ترتيب معين): بلوتو ، سيريس ، إيريس ، وماكيماكي. هناك أيضًا الكثير من الأجسام الصغيرة الأخرى في النظام الشمسي مثل الكويكبات والمذنبات وما إلى ذلك.

لكن هناك نجوم وكواكب وأبراج

نعم ، هناك العديد من النجوم الأخرى إلى جانب نجومنا (كما ترون بمجرد النظر إلى سماء الليل). كل من هذه النجوم لديه القدرة على امتلاك كواكب خاصة به ، تمامًا مثل كوكبنا. يُشار إلى أي كوكب خارج نظامنا الشمسي على أنه كوكب خارجي (خارجي - بمعنى خارجي أو خارجي). خلال العشرين عامًا الماضية أو نحو ذلك ، قمنا بتطوير التكنولوجيا للعثور على الكواكب الخارجية حول النجوم الأخرى وكان اكتشاف TRAPPIST-1 هذا ببساطة أحدث اكتشاف وأكثرها إثارة. حتى الآن اكتشفنا حوالي 3500 كوكب خارجي.

ما أربكني كثيرًا هي هاتان الصورتان. [...] وهذا التعريف لكوكب خارج المجموعة الشمسية.

هذه الصور ، بينما يبدو أنها تُظهر كواكب TRAPPIST-1 في نظامنا الشمسي ، لا تشير إلى أن تلك الكواكب موجودة بالفعل في نظامنا الشمسي. بدلاً من ذلك ، ما يحاولون فعله هو مقارنة نظام TRAPPIST-1 الجديد بنظامنا حتى تتمكن من رؤية الأحجام النسبية. في صورتك الأولى ، ترى كوكب المشتري جنبًا إلى جنب مع مدارات ومسافات عدد قليل من أقماره. بجانبه ، ترى نظام TRAPPIST-1 مع الكواكب السبعة التي نعرفها حوله. بجانب ذلك توجد الشمس حيث يمكنك فقط البدء في رؤية مدار عطارد (مع الكواكب الأخرى خارج حدود الصورة. النقطة هنا هي فقط مقارنة أحجام المدارات. من الواضح أن نظام TRAPPIST-1 هذا أصغر بكثير من نظرًا لأن جميع الكواكب السبعة تدور حول النجم الرئيسي ، وهو ما يفعله حتى كوكب عطارد بالنسبة لنا. ومع ذلك ، فهو لا يزال أكبر من كوكب المشتري وأقماره. إنهم لا يحاولون توضيح فكرة أن هذه الأنظمة موجودة في نفس المكان ، فقط وضعها معًا للمقارنة.

بالنسبة للصورة الثانية التي لديك ، فإن ما يحاولون إظهاره هنا (أفترض) هو منطقة السكن. حول كل نجم ، اعتمادًا على حجم النجم ودرجة حرارته ، ستكون هناك مسافة جيدة بين النجم والأمثل لوجود الحياة. أنت لا تريد أن يكون كوكبك ساخنًا جدًا (بقربه جدًا) أو شديد البرودة (كونه بعيدًا جدًا). يبدو أن هذه الصورة تظهر لك المناطق التي يمكن أن يكون فيها الكوكب على مسافة جيدة من TRAPPIST-1 ولا يزال في درجة حرارة جيدة. هناك السطر B الداخلي الذي أعتبره الجزء الداخلي الحدود من هذه المنطقة. بمعنى آخر ، إذا كان الكوكب أقرب من هذا ، فسيكون الجو حارًا جدًا. هناك أيضًا الحد الخارجي ب (أو الحد الخارجي) حيث بعد ذلك ، سيكون أي كوكب باردًا جدًا بالنسبة للحياة. أخيرًا لديهم الأرض ب. لا أستطيع أن أكون متأكدًا ولكني أعتقد أن هذه النقطة هي في الواقع المسافة بالنسبة لدرجة الحرارة "المثلى" التي لدينا هنا على الأرض. بعبارة أخرى ، فإن أفضل فرصة للكوكب أن يكون في درجة حرارة جيدة للحياة هي أن يدور بين الداخل B و الخارجي B ويكون مثاليًا على مسافة الأرض B. تُظهر هذه الصورة أيضًا أن مدار الكوكب TRAPPIST-1e قريب من الأرض ب ولا يزال داخل الجزء الخارجي ب ، مما يعني أنه من المحتمل أن يكون في درجة حرارة مناسبة للحياة (وهذا خبر سار لنا!). لن أخوض في ما هو AU (بصرف النظر عن أنه وحدة مسافة) أو خط الصقيع ، لأنهما لا صلة لهما بموضوع الصورة. لا تتردد في طرح أسئلة أخرى عن ذلك.

أخيرًا ، تعريف كوكب خارج المجموعة الشمسية الذي وجدته يصفه بأنه "كوكب خارج المجموعة الشمسية". هذا يعني فقط أنه خارج نظامنا الشمسي $ - $ "إضافي -" بمعنى "خارجي" أو "ما بعد" و "شمسي" يشير إلى شمسنا.


من الصور ، أستطيع أن أرى أن Trappist هو في الواقع في النظام الشمسي. هل هذا صحيح؟

الهدف من هذه الصور هو إعطاء فكرة عن الحجم الصغير لنظام نجمي TRAPPIST-1.

TRAPPIST-1 ليس في النظام الشمسي. إنه بدلاً من ذلك نظام نجمي (نظام نجمي صغير جدًا) يبعد حوالي 40 سنة ضوئية عن نظامنا الشمسي. وبالمقارنة ، تبلغ المسافة بين الشمس وبروكسيما سنتوري ، أقرب نجم غير الشمس ، حوالي 4.22 سنة ضوئية ، والمسافة بين الشمس وفوييجر 1 حاليًا حوالي 0.0022 سنة ضوئية.


أنت لست غبيًا لأنك طلبت هذا. سأقدم لك ما أعتقد أنه سيساعدك. أنت أن كل هذه النجوم هي جزء من مجرة ​​درب التبانة ، وهذا يعني أنها جميعًا مجموعة من الكواكب والنجوم والأشياء الأخرى الموجودة في كتلة عن طريق الجاذبية.

لذا ، فإن نظام TRAPPIST-1 يبعد حوالي أربعين سنة ضوئية ، مما يعني أننا إذا كنا نسافر بسرعة الضوء ، فسوف يستغرق الأمر 40 عامًا للوصول إلى هناك.

في الأساس ، من أجل TRAPPIST-! لكي يكون النظام جزءًا من نظامنا ، يجب أن يدور حول الشمس ، أو يجب أن يدور النجم في نظام TRAPPIST-1 حول شمسنا.

عندما يدور نجمان حول بعضهما البعض ، يطلق عليه النظام الثنائي. تم العثور على بعض الكواكب في الأنظمة الثنائية.

لذلك إذا كان نظام TRAPPIST-1 جزءًا من النظام الشمسي ، فمن المرجح أن يدور حولنا كواكبه ونجمه. لكن المسافة من الشمس تجعل الكواكب تدور حول TRAPPIST-1 (نجمها) ، وليس نجمًا (الشمس).


جولة الكواكب الخارجية: تعرف على الكواكب السبعة بحجم الأرض في TRAPPIST-1

اكتشف علماء الفلك أول نظام معروف يستضيف سبعة كواكب بحجم الأرض حول نجم واحد ، ويقع على بعد 39 سنة ضوئية فقط من نظامنا الشمسي.

باستخدام البيانات من تلسكوب TRAPPIST في تشيلي والتلسكوبات الأرضية الأخرى ، بالإضافة إلى تلسكوب Spitzer Space التابع لناسا ، حدد الباحثون أحجام ومدارات وكتل معظم الكواكب - مما يشير إلى أنها قد تكون جميعها صخرية ، مثل الأرض ، و أن ثلاثة منهم في المنطقة الصالحة للسكن ، حيث قد تبقى المياه السائلة باقية ويمكن أن تجد الحياة كما نعرفها موطئ قدم.

تعال معنا للقيام بجولة في نظام TRAPPIST-1 الرائع. [صور: عوالم TRAPPIST-1 السبعة بحجم الأرض]

المحطة الأولى: النجم


أرسل في النسخ - كواكب نظام TRAPPIST-1 تبدو متشابهة كثيرًا

على بعد 40 سنة ضوئية من الأرض ، يعد نظام الكواكب TRAPPIST-1 موطنًا لأكبر عائلة من العوالم الشبيهة بالأرض المعروفة لعلماء الفلك.

من المعروف أن سبعة كواكب على الأقل تدور داخل النظام الشمسي TRAPPIST-1. أظهرت دراسة جديدة أن هذه العوالم لها كثافة متطابقة تقريبًا - في حدود نسبة مئوية قليلة من بعضها البعض. هذا يشير إلى أن كل من هذه الكواكب السبعة يمكن أن يكون لها تركيبات متشابهة.

"هذا هو أحد أكثر الخصائص دقة لمجموعة من الكواكب الخارجية الصخرية ، والتي أعطتنا قياسات عالية الثقة لأقطارها وكثافتها وكتلها. هذه هي المعلومات التي نحتاجها لعمل فرضيات حول تكوينها وفهم كيف تختلف هذه الكواكب عن الكواكب الصخرية في نظامنا الشمسي "، أوضح إريك أجول ، أستاذ علم الفلك في جامعة واشنطن.

انضم إلينا على أخبار علم الفلك مع The Cosmic Companion ، بدءًا من 9 فبراير ، حيث سنتحدث مع الدكتور إريك أغول من جامعة واشنطن حول هذا الاكتشاف.

كواكب من ريش ...

منذ اكتشاف الكواكب الثلاثة الأولى للنظام في عام 2016 ، من قبل علماء الفلك في التلسكوب الصغير للكواكب العابرة والكواكب الصغيرة (TRAPPIST) جنوب تشيلي ، أصبحت هذه العائلة من الكواكب الخارجية هدفًا لفحص مكثف.

تجمع هذه الدراسة الجديدة بين ملاحظات نظام TRAPPIST-1 باستخدام التلسكوبات الفضائية بما في ذلك Spitzer (التي درست النظام لمدة 1000 ساعة) ومركبة Kepler الفضائية. تم دمج هذه الملاحظات مع بيانات من مرصد SPECULOOS و TRAPPIST على الأرض.

حددت الدراسات السابقة أن عوالم نظام TRAPPIST-1 تشبه (فعليًا) الأرض - كواكب صغيرة وصخرية. ومع ذلك ، وجد أن هذه الكواكب جميعها أقل كثافة بنحو ثمانية بالمائة من الأرض.

"تم استخدام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا لإيجاد أن TRAPPIST-1b و c من غير المحتمل أن يكون لهما أغلفة جوية يهيمن عليها الهيدروجين مثل تلك التي نراها في عمالقة الغاز. هذا يعزز حالة أن هذه الكواكب يمكن أن تكون صخرية وربما تحتفظ بالمياه ، "وصف مسؤولو ناسا.

يعتقد الباحثون أن كثافات مماثلة بين هذه الكواكب تشير إلى أنه يمكن أن يكون لها تركيبات مماثلة. يُعتقد أن العوالم الصخرية مثل تلك الموجودة في نظام TRAPPIST-1 غنية بالحديد والمغنيسيوم والسيليكون والأكسجين.

"نظام TRAPPIST-1 رائع لأنه حول هذا النجم الواحد يمكننا التعرف على تنوع الكواكب الصخرية داخل نظام واحد. ويمكننا بالفعل معرفة المزيد عن كوكب من خلال دراسة جيرانه أيضًا ، لذا فإن هذا النظام مثالي لذلك ، "تشرح كارولين دورن من جامعة زيورخ.

كلنا صدأ في الريح ...

تشير كثافات الكواكب المنخفضة بشكل مدهش في نظام TRAPPIST-1 إلى ثلاثة نماذج محتملة لداخل هذه العوالم. رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech

قاس الباحثون بعناية مقدار الضوء المفقود أثناء مرور الكواكب "أمام" نجمها كما يُرى من الأرض ، بالإضافة إلى قياس الوقت الذي استغرقه مرور الكواكب بدقة. سمحت هذه البيانات لفريق الباحثين الدولي بتحديد أقطار وكتل العوالم. من هناك ، يمكن حساب كثافة الكواكب.

"وجدنا أن كثافات الكواكب السبعة يمكن وصفها بعلاقة صخرية واحدة بين نصف قطرها والتي تستنفد في الحديد نسبة إلى الأرض ... وبخلاف ذلك تشبه الأرض في تكوينها. بدلاً من ذلك ، قد يكون للكواكب تركيبة شبيهة بالأرض ولكنها معززة بعناصر ضوئية ، مثل طبقة المياه السطحية أو بنية خالية من اللب مع الحديد المؤكسد في الوشاح ، "وصف الباحثون في مقال نشر في مجلة The Planetary Science Journal.

تختلف كواكب نظامنا الشمسي اختلافًا كبيرًا - من كوكب زحل (الذي يمكن أن يطفو على الماء) إلى الأرض - الكوكب الأكثر كثافة في عائلتنا من العوالم.




جولة في العوالم السبعة المعروفة في نظام TRAPPIST-1 الشمسي. رصيد الفيديو: الرفيق الكوني / الصور التي تم إنشاؤها في عيون ناسا على الكواكب الخارجية

يقترح الباحثون الذين يسعون لفهم تركيبة نظام TRAPPIST-1 ثلاثة نماذج محتملة لهذه العوالم منخفضة الكثافة.

تقترح الفكرة الأولى أن هذه العوالم المثيرة للاهتمام قد تحتوي على أكسيد الحديد (الصدأ) منتشر في جميع أنحاء أجسامها ، ولكن لا يوجد قلب حديدي ، مما يقلل من كثافتها. تقترح فكرة أخرى أن الكواكب الشبيهة بالأرض تحتوي على كمية من الحديد أقل بكثير من الأرض - ربما 21 في المائة ، بدلاً من 32 في المائة التي نراها في عالمنا الأصلي.

تصور ثالث - ممكن فقط للكواكب الخارجية الأربعة - عوالم أعماق المحيطات تتمحور حول لب أكبر من الحديد. ومع ذلك - تتطلب هذه الفكرة أن تحتوي هذه العوالم على 50 ضعف كمية الماء الموجودة على الأرض ، ويبدو من غير المحتمل أن تحتوي جميع الكواكب السبعة في النظام على نفس كمية الماء تقريبًا.

ربما كان Goldilocks صعب المراس للغاية

مقارنة بين كواكب نظام TRAPPIST-1 وعوالم نظامنا الشمسي. لاحظ أن الكثافات المدرجة في هذا الرسم البياني ستحتاج على الأرجح إلى تحديث ببيانات من هذه الدراسة الجديدة. رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech

القط: هل هذا ما أعتقده؟
ليستر: ما رأيك هو؟
القط: شيء برتقالي اللون في الفضاء! " & # 8211 القزم الأحمر

يدور كل كوكب معروف في نظام TRAPPIST-1 بالقرب من نجمه الأم من الكوكب الذي يحفظه عطارد عن الشمس. في الواقع ، هذا النظام (من نواح كثيرة) يشبه عائلة الأقمار حول المشتري أكثر من نظامنا الشمسي.

ومع ذلك ، فإن النجم الموجود في مركز هذا النظام هو قزم أحمر بارد ، لذا فإن ثلاثة عوالم فقط في الداخل تكون حارة جدًا بحيث لا يتجمع الماء على سطحها. من المحتمل أن يكون الكوكب الأبعد باردًا جدًا بالنسبة للمياه السائلة ، وقد يكون عالمًا جليديًا. ومع ذلك - توجد العوالم الثلاثة الواقعة بين هذين الطرفين في منطقة Goldilocks في نظامهم الشمسي ، حيث تكون درجات الحرارة "مناسبة تمامًا" لتجمع المياه السائلة.

على الرغم من أن عوالم المياه السائلة توحي بإمكانية وجود حياة ، إلا أن الكواكب في نظام TRAPPIST-1 يمكن أن تتعرض أيضًا لدفقات إشعاعية كبيرة ومتكررة من العواصف النجمية ، وربما تقضي على أي حياة نشأت هناك.

يعد الإطلاق القادم لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) بتعزيز معرفتنا بالكواكب الخارجية ، بما في ذلك غلافها الجوي. وهذه الأداة ، المقرر إطلاقها في وقت لاحق من هذا العام ، يمكن أن تكون الأداة الأولى لإيجاد علامات كيميائية للحياة في عوالم أخرى. هناك فرصة جيدة جدًا أن تظهر العلامات الأولى للحياة الفضائية ، مهما كانت بدائية ، في نظام TRAPPIST-1.

جيمس ماينارد

جيمس ماينارد هو مؤسس وناشر The Cosmic Companion. إنه مواطن من نيو إنجلاند تحول إلى فأر الصحراء في توكسون ، حيث يعيش مع زوجته الجميلة نيكول وماكس ذا كات.


يشرح عالم ناسا كيف يجعلنا Trappist-1 خطوة أقرب لإيجاد الحياة على كوكب آخر

بعد الإعلان عن اكتشاف نجم Trappist-1 الذي احتل عناوين الصحف الأسبوع الماضي ، تواصلت شركة Second Nexus مع عالم ناسا الدكتور تيفاني مشكات للحصول على منظور لهذا الاختراق ، وما يعنيه بالنسبة لمكاننا في الكون.

بواسطةالدكتورة تيفاني مشكاة ، عالمة الكواكب الخارجية في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا

يعد اكتشاف سبعة كواكب حول نجم Trappist-1 اكتشافًا مثيرًا للغاية ، وهي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف العديد من الكواكب بحجم الأرض في نظام واحد. اكتشف علماء الكواكب الخارجية أكثر من 3000 كوكب خارج المجموعة الشمسية ، ويسمح لنا كل اكتشاف جديد بمعرفة المزيد عن تنوع الكواكب والأنظمة. لم نجد بعد نظامًا كوكبيًا آخر مطابقًا لنظامنا الشمسي ، لكننا وجدنا مجموعة كبيرة من الكواكب المثيرة للاهتمام ذات الأحجام والأعمار المختلفة والتي ستسلط الضوء في النهاية على فهمنا للكواكب في نظامنا الشمسي.

سيكون هذا النجم محور الأرصاد المستقبلية باستخدام تلسكوب سبيتزر الفضائي وكذلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، الذي سيتم إطلاقه العام المقبل. من خلال هذه الملاحظات ، يأمل علماء الفلك أن يكونوا قادرين على فهم الغلاف الجوي لهذه الكواكب. نحن نبحث عن المؤشرات الحيوية في هذه الأجواء والتي نعتقد أنها قد تشير إلى وجود حياة ، ومع ذلك ، ستكون مجرد مؤشر غير مباشر. سوف يستغرق الأمر سنوات عديدة من الملاحظات والأدوات الجديدة لنقول بشكل قاطع أكثر إذا كان للكوكب بالتأكيد حياة كما نعرفها. بالنسبة لبعض الكواكب الخارجية ، نشك في أنها لا تستطيع أن تؤوي الحياة في ظل الظروف شديدة الحرارة أو البرودة.

يتيح لنا اكتشاف الكواكب السبعة Trappist-1 فهم النطاق المتنوع لأنظمة الكواكب الخارجية التي يمكن أن توجد. يعتقد علماء الفلك الآن أن كل نجم في السماء لديه كوكب واحد على الأقل ، وذلك بفضل نتائج تلسكوب كبلر الفضائي ، ولذا فإننا نتوقع استمرار هذه الاكتشافات لأنظمة الكواكب الخارجية الجديدة والمثيرة للاهتمام. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه في بعض كواكب Trappist ، عند الاقتراب الأقرب ، يمكن أن تظهر الكواكب الأخرى في نظام Trappist في حجم مماثل للقمر عند رؤيتها من الأرض. يجب أن يكون مشهدًا رائعًا حتى تتمكن من رؤية هذه الكواكب المجاورة الكبيرة جدًا في السماء.

يتكون نظام Trappist-1 من سبعة كواكب بحجم الأرض تدور حول نجم قزم أحمر.

يعرف علماء الفلك الآن أن هذه الكواكب موجودة ونحن نعرف كتلها وأحجامها. لا نعرف حتى الآن ما هو موجود في الغلاف الجوي لهذه الكواكب ، ولذا فإن الكثير من التلسكوبات ستراقب هذا النجم في السنوات القليلة القادمة لمحاولة تمييز هذه الكواكب. سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي (الذي سيتم إطلاقه العام المقبل) أداة قوية للبحث عن مكونات الغلاف الجوي لهذه الكواكب. قد تستغرق هذه القياسات عدة سنوات حتى تكتمل ، وفي الوقت الحالي لا يمكننا التنبؤ بما سنجده.

بصفتي باحثًا في الفيزياء الفلكية ، أجد أن البحث عن الكواكب حول النجوم الأخرى أمر مثير للغاية ومتحرك. يسمح لنا بفهم المزيد عن كيفية تشكل نظامنا الشمسي وما إذا كانت الأرض فريدة أو شائعة في المجرة. إن معرفة أن هناك العديد من أنظمة الكواكب الأخرى يعطينا منظورًا مهمًا عن مكانتنا في الكون.


TRAPPIST-1 & # 8211 هل وجد علماء الفلك نظامًا شمسيًا به 7 كواكب؟

اكتشف علماء الفلك حول قزم ونجم بارد نظامًا رائعًا من سبعة كواكب شبيهة بالأرض ، يمكن لثلاثة منها أن تحمي المحيطات السائلة وبالتالي إمكانية الحياة ، وفقًا لدراسة نشرت في مجلة Nature. وفقًا لوكالة ناسا ، فإن هذا الاكتشاف مهم للغاية في تفرده ، لكونه أكثر الكواكب الخارجية (الكواكب خارج نظامنا الشمسي) ، والتيلوريان (في نفس فئة الأرض) وعلى مسافة مناسبة من النجم الذي ينجذب حوله لأنه على سطحه ، قد يكون هناك ماء في الحالة السائلة. على جميع الكواكب السبعة ، قد يكون هناك ماء سائل إذا تم استيفاء ظروف جوية معينة ، ولكن الفرص الأكبر تكون على ثلاثة منها.

& # 8220 الآن لدينا هدف جيد للبحث عن الوجود المحتمل للحياة على هذه الكواكب الخارجية & # 8221 ، كما قال Amaury Triaud من جامعة كامبريدج ، المؤلف المشارك للدراسة.

تدور الكواكب السبعة ، التي لها درجات حرارة قريبة من درجات حرارة الأرض ، حول نجم صغير وخفيف وبارد جدًا ، TRAPPIST-1 ، يقع في مجرتنا ، على بعد 40 سنة ضوئية فقط من Terra. قد يثبت هذا الاكتشاف أنه قطعة مفقودة مهمة في أحجية نشر الحياة في الكون. & # 8221 الإجابة على سؤال ما إذا كنا وحدنا هي واحدة من أهم أولويات العلم واكتشاف مثل هذا العدد الكبير من مثل هذه الكواكب على مسافة مناسبة من نجمها (مدى الحياة) هي خطوة رائعة للأمام نحو تحقيق هذا الهدف ، وعلق توماس زوربوشن ، المدير المساعد لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا في واشنطن.

ترابيست -1 | تم الاكتشاف بواسطة تلسكوب سبيتزر الفضائي والتلسكوبات الأرضية الأخرى

على بعد حوالي 40 سنة ضوئية من الأرض (360 تريليون كيلومتر) ، هذا النظام الكوكبي قريب نسبيًا منا في كوكبة الدلو. اسم TRAPPIST-1 هو اختصار لاسم التلسكوب البلجيكي & # 8220Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope & # 8221 الموجود في تشيلي. في مايو من العام الماضي ، أعلن علماء الفلك باستخدام TRAPPIST عن اكتشاف ثلاثة كواكب في هذا النظام. أكد تلسكوب سبيتزر المداري ، بمساعدة العديد من التلسكوبات الأرضية ، بما في ذلك المرصد الأوروبي الجنوبي والتلسكوب الكبير جدًا # 8217s ، وجود هذه الكواكب واكتشف أربعة أخرى.

باستخدام بيانات تلسكوب سبيتزر ، قاس الفريق حجم الكواكب السبعة وأصدر تقديرات الكتلة الأولى لستة من هذه الكواكب ، مما سمح بحساب كثافتها. النتائج التي تم الحصول عليها تشير إلى أن جميع الكواكب الستة هي تلوري. لم يتم بعد تقدير كتلة الكوكب السابع ، الأبعد عن النجم ، لكن العلماء يعتقدون أنه كوكب تلوري أيضًا ، ولكن من المحتمل أنه كوكب متجمد.

& # 8220 The Seven Wonders of the TRAPPIST-1 system هي أول كواكب شبيهة بالأرض تم اكتشافها في مدار مثل هذا النجم ، & # 8221 وفقًا لمايكل جيلون ، الأستاذ بجامعة لييج ومنسق الدراسة. & # 8220 # 8221

هذا النظام هو أيضًا الهدف المثالي لدراسة الغلاف الجوي للكواكب التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن ، وحجم الأرض ، & # 8221 وأضاف. على عكس الشمس ، فإن نجم TRAPPIST-1 المصنف على أنه قزم شديد البرودة بارد جدًا لدرجة أن الماء السائل يمكن أن يتواجد على سطح الكواكب التي تدور حوله من مسافات صغيرة جدًا أصغر بكثير مما هو ممكن في نظامنا الشمسي. هذا النجم لديه حوالي 8٪ فقط من حجم Sun & # 8217s. جميع مدارات الكواكب السبعة في نظام TRAPPIST-1 أقرب إلى النجم المضيف من مدار Mercury & # 8217s إلى الشمس.

الحقيقة هي أن هذه الكواكب قريبة جدًا من بعضها البعض. إذا كان رائد الفضاء يقف على سطح أحد الكواكب ، فيمكنه الإعجاب بالخصائص الجيولوجية وحتى سحب الكواكب في الجوار ، الكواكب التي ستظهر في السماء أعلى من القمر. يبدو أن هذه الكواكب تدور بشكل متزامن مع نجمها ، تمامًا كما هو الحال مع القمر للأرض. هذا يعني أن نصف الكرة الأرضية من كل كوكب يتم توجيهه دائمًا نحو النجم ، حيث يكون دائمًا نهارًا ، بينما يكون نصف الكرة الآخر مغمورًا دائمًا في الظلام.

شاهد تلسكوب الأشعة تحت الحمراء سبيتزر نجم TRAPPIST-1 بشكل شبه مستمر لمدة 500 ساعة في الخريف الماضي ، وحدد الكواكب و # 8217 انتقالات في النظام أمام النجم. وفقًا لنتائج Spitzer & # 8217s ، وجهت ناسا أيضًا تلسكوب هابل الفضائي إلى هذا النظام الشمسي ، ومراقبة أربعة كواكب ، كان 3 منها في منطقة المعيشة المبحرة حول العالم ، في محاولة لمعرفة المزيد عن الغلاف الجوي لهذه الكواكب.

& # 8220 يمنحنا نظام TRAPPIST-1 واحدة من أفضل الفرص في العقد القادم لدراسة الغلاف الجوي للكواكب الشبيهة بالأرض ، & # 8221 يقول نيكول لويس ، عالم الفلك في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور ، ماريلاند.

كان تلسكوب كبلر الفضائي ، الأداة الرئيسية لناسا & # 8217s لاكتشاف الكواكب الخارجية البعيدة ، يتجه أيضًا نحو هذا النظام الشمسي. ستسمح بيانات Kepler & # 8217s لعلماء الفلك بمعرفة المزيد عن الكواكب السبعة المعروفة ، ولكن أيضًا للتحقق مما إذا كانت هناك كواكب أخرى في مدار هذا النجم. سيتم استكمال الملاحظات التي يتم إجراؤها من خلال تلسكوبات الفضاء سبيتزر وهابل وكبلر بما سيتم القيام به العام المقبل بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي. أداة أكثر حساسية ، سيكون التلسكوب الفضائي جيمس ويب قادرًا على اكتشاف التوقيعات الكيميائية للعناصر المكونة للأغلفة الجوية لهذه الكواكب ، كما سيحلل درجات الحرارة والضغط من سطح هذه العوالم & # 8211 العوامل الرئيسية لتحديد ما إذا كان أو ليسوا مضيافين للحياة.


تقول وكالة ناسا إن كواكب TRAPPIST-1 قد تحتوي على تركيبات متشابهة بشكل مثير للصدمة

يكشف قياس كتلة الكوكب وقطره عن كثافته ، الأمر الذي يمكن أن يعطي أدلة للعلماء. [+] حول تكوينها. يعرف العلماء الآن كثافة كواكب TRAPPIST-1 السبعة بدقة أعلى من أي كواكب أخرى في الكون ، بخلاف تلك الموجودة في نظامنا الشمسي.

أفاد فريق دولي من علماء الفلك هذا الأسبوع أن الكواكب الصخرية السبعة القريبة من النظام النجمي TRAPPIST-1 لها تركيبات تبدو منخفضة الكثافة وربما متشابهة بشكل مثير للصدمة.

توضح تقديرات الكتلة الجديدة والأكثر دقة لهذه الكواكب الصخرية منخفضة الكتلة التي تدور حول النجم القزم الأحمر البارد TRAPPIST-1 ، أن هذا النظام الشمسي الغريب يختلف اختلافًا جذريًا عن مجموعتنا.

أخبرني إريك أسفاوج ، عالم جيوفيزياء الكواكب بجامعة أريزونا ، والذي لم يكن جزءًا من الدراسة: "كان من الممكن أن تكون هذه الكواكب قد تراكمت مباشرة من قرص الكواكب الأولية حول نجم أكثر برودة من الشمس".

استخدم فريق الباحثين الدولي 1000 ساعة من وقت المراقبة على تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا والذي تم إيقاف تشغيله الآن لإجراء ملاحظاتهم. النتائج التي توصلوا إليها ، ذكرت في مجلة علوم الكواكب، أوضح أن هذا النظام الشمسي الغريب - الذي يقع على بعد 40 سنة ضوئية تقريبًا في كوكبة الدلو - تشكل في ظل ظروف مختلفة تمامًا عن نظامنا الشمسي.

إذا اندمجت هذه الكواكب مباشرة من قرص الكواكب الأولية لنجمها ، بدلاً من عملية التراكم المتكررة والعشوائية الأكثر عنفًا ، يقول أسفوج إنه لن يفاجأ بأن انتهى بها الأمر بكثافة أقل.

الحقيقة غير المفلترة وراء المغناطيسية البشرية واللقاحات و COVID-19

شرح: لماذا سيكون "قمر الفراولة" لهذا الأسبوع منخفضًا جدًا ومتأخرًا جدًا ومضيئًا جدًا

كوكب المريخ والزهرة والقمر "Super Solstice Strawberry Moon" يتلألأ في الشفق: ما يمكنك رؤيته في سماء الليل هذا الأسبوع

يتم تحديد كثافة الكوكب من خلال تكوينه وكذلك حجمه: تضغط الجاذبية على. [+] مادة مكونة من كوكب ، مما يزيد من كثافة الكوكب. تتكيف الكثافة غير المضغوطة مع تأثير الجاذبية ويمكن أن تكشف عن كيفية مقارنة تكوين الكواكب المختلفة

ذلك لأن نوع تراكم الاصطدام العملاق الذي نعتقد أنه جعل الأرض والزهرة والمريخ وعطارد والقمر عملية مهدرة وتم التخلص من جزء صغير من المواد منخفضة الكثافة في كل تصادم (من بضعة بالمائة إلى عشرات بالمائة) ، يقول أسفوغ.

قال أسفوغ: "قد يشبه نظام TRAPPIST-1 بهذا المعنى الأجسام السلفية التي بُنيت منها الأرض والزهرة في النهاية ، نظرًا لكونهما أقل كثافة لأنهما لم يعانوا أبدًا من هذه التأثيرات العملاقة".

حتى لو كانت الكواكب الأرضية الفردية من TRAPPIST-1 والنظام الشمسي تبدو متشابهة جدًا من حيث الكتلة والحجم ، فإن بنية النظام بالكامل مختلفة تمامًا ، Simon Grimm ، أحد المؤلفين المشاركين في الورقة وعالم الفيزياء الفلكية في جامعة برن ، اخبرني. تشير تقديرات الكتلة الجديدة إلى أن كثافات جميع الكواكب السبعة متشابهة أكثر بكثير مما كنا نظن من قبل ، كما يقول.

أما مؤلفاتهم الفعلية؟

يقول أسفوغ إن حقيقة أن هذه الكواكب أقل كثافة من الكواكب الأرضية في نظامنا الشمسي تشير إلى تكوين مختلف مما لا شك فيه. ما إذا كان هذا بسبب نقص الحديد المتاح للتكثيف حتى اللب ، أو المزيد من الماء المختلط في القشرة والعباءة لا يزال غير واضح ، كما يقول.

ثلاثة تصميمات داخلية محتملة للكواكب الخارجية TRAPPIST-1. جميع الكواكب السبعة متشابهة جدًا. [+] كثافات ، لذلك من المحتمل أن يكون لها نفس التراكيب. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

تقول وكالة ناسا أنه يمكن أن يكون لكواكب TRAPPIST تركيبة مشابهة لتكوين الأرض —- تتكون من نفس نسب الحديد والأكسجين والمغنيسيوم والسيليكون مثل كوكبنا. يبدو أن الاختلاف الجوهري هو أن كواكب TRAPPIST تفتقر ببساطة إلى وفرة الأرض من الحديد. أو ربما يكون الحديد الموجود في كواكب TRAPPIST مشبعًا بمستويات أكسجين أعلى من الأرض ، مما ينتج عنه أكسيد الحديد (أو الصدأ). هذا الأكسجين الإضافي الافتراضي ، كما تقول ناسا ، سيعمل أيضًا على تقليل كثافة الكواكب.

ومع ذلك ، أفاد الفريق أن الكواكب الثلاثة الأعمق لنظام TRAPPIST تفتقر بشدة إلى المياه. أخبرني مارتن توربت ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة جنيف والمؤلف المشارك في الدراسة ، أنه من غير المرجح أن تؤوي المياه TRAPPIST-1b و TRAPPIST-1c و TRAPPIST-1d (في أي مرحلة) على الإطلاق.

قال توربيت: "بالنسبة إلى هذه الكواكب الثلاثة [الداخلية] ، فإن احتمالات قابليتها للسكن ليست جيدة جدًا".

لكن توربت يقول إنه على الرغم من أن الكواكب الثلاثة الداخلية قد تكون أراضي قاحلة بيولوجية ، إلا أن ثلاثة من الكواكب الأربعة الخارجية لهذا النظام لا تزال تقدم بعض الأمل في قابلية السكن.

من المحتمل أن يكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) القادم التابع لوكالة ناسا قادرًا على مراقبة الغلاف الجوي لهذه الكواكب وتحقيق تقدم كبير في تحديد قابليتها للحياة المحتملة ، كما يقول توربيت.


حياة TRAPPIST

عندما يشار إلى الكواكب في نظام TRAPPIST-1 على أنها تشبه الأرض ، يتم إجراء المقارنة بعبارات عامة - على الرغم من أنها صخرية على عكس الغازية ، ومعتدلة نسبيًا ، إلا أنها لا تزال بعيدة كل البعد عن كوكبنا. .

ومع ذلك ، فإن حقيقة أنها متشابهة إلى حد ما تعطينا أساسًا لمزيد من البحث. هذه الكواكب بعيدة بشكل لا يصدق ، مما يجعل من الصعب للغاية دراستها. في الوقت الحاضر ، يعد تلسكوب هابل الفضائي جزءًا لا يتجزأ من هذا النوع من العمل ، لكن تلسكوب جيمس ويب سيوفر قدرة أكبر على المراقبة عندما يكون جاهزًا للاستخدام.

أحد الأسباب التي تدفع العلماء للاعتقاد بأن نظام TRAPPIST-1 قد يلعب دور المضيف للحياة هو مفهوم "panspermia". يشير هذا إلى عملية تداول مواد الكواكب مثل الصخور والأوساخ بسبب التأثيرات الضخمة على أسطح كل منها. هذا يمكن أن يعزز التجارة في الجزيئات العضوية المعقدة التي قد تؤدي إلى كائنات حية. تم الافتراض بأن الحياة على الأرض قد تكون انتقلت بالفعل إلى هنا من المريخ.

استنادًا إلى كتل الكواكب في نظام TRAPPIST-1 ، ومسافتها القصيرة نسبيًا عن بعضها البعض ، يُعتقد أن احتمال حدوث البانسبيرميا قد يزيد بمقدار 10000 مرة عن احتمال حدوثه في نظامنا الشمسي.

الإعلانات

الإعلانات

بينما اقترحت بعض الدراسات أن احتمال وجود الحياة على كوكب TRAPPIST-1 جيد جدًا ، إلا أن هناك عقبات كبيرة قد تمنع هذه العوالم من أن تكون صالحة للسكن. لا تزال الكواكب الموجودة داخل المنطقة الصالحة للسكن في النظام عرضة لقصف مستمر من الإشعاع يمكن أن يدمر غلافها الجوي بشكل فعال ويمنع الحياة من الازدهار.

من الصعب تقديم بيان نهائي في كلتا الحالتين بشأن هذا النوع من السيناريوهات بناءً على ما نعرفه حاليًا. هذا هو السبب في أنه من المهم جدًا أن نواصل البحث في جميع جوانب نظام TRAPPIST-1 من أجل توسيع فهمنا.

بصفتك قارئًا لـ Futurism ، ندعوك للانضمام إلى مجتمع Singularity Global Community ، وهو منتدى الشركة الأم لمناقشة العلوم والتكنولوجيا المستقبلية مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل من جميع أنحاء العالم. الاشتراك مجاني ، اشترك الآن!


مقارنة TRAPPIST-1 بالنظام الشمسي

يعرض هذا الرسم البياني الخصائص المقاسة للكواكب الخارجية السبعة TRAPPIST-1 (المسمى من b إلى h) ، ويوضح كيف تتراكم مع بعضها البعض وكذلك مع الأرض والعوالم الصخرية الداخلية الأخرى في نظامنا الشمسي. يشار إلى الأحجام النسبية للكواكب بواسطة الدوائر. جميع كواكب TRAPPIST-1 المعروفة أكبر من المريخ ، خمسة منها في نطاق 15 مترًا من قطر الأرض.

يُظهر المحور الرأسي الكثافة غير المضغوطة للكواكب. تُعد الكثافة ، المحسوبة من كتلة وحجم الكوكب ، أول خطوة مهمة في فهم تكوين الكوكب. تأخذ الكثافة غير المضغوطة في الاعتبار أنه كلما زاد حجم الكوكب ، زادت جاذبيته الخاصة التي ستجمع مواد الكوكب معًا وتزيد من كثافتها. لذلك ، فإن الكثافة غير المضغوطة عادة ما توفر وسيلة أفضل لمقارنة تكوين الكواكب.

تُظهر المؤامرة أن الكثافات غير المضغوطة لكواكب TRAPPIST-1 متشابهة مع بعضها البعض ، مما يشير إلى أنه قد يكون لها جميعًا تركيبة مماثلة. تظهر الكواكب الصخرية الأربعة في نظامنا الشمسي تباينًا أكبر في الكثافة مقارنةً بكواكب TRAPPIST-1 السبعة. Mercury, for example, contains a much higher percentage of iron than the other three rocky planets and thus has a much higher uncompressed density.

The horizontal axis shows the level of illumination that each planet receives from its host star. The TRAPPIST-1 star is a mere 9&percnt the mass of our Sun, and its temperature is much cooler. But because the TRAPPIST-1 planets orbit so closely to their star, they receive comparable levels of light and heat to Earth and its neighboring planets.

The corresponding "habitable zones" — regions where an Earth-like planet could potentially support liquid water on its surface — of the two planetary systems are indicated near the top of the plot. The the two zones do not line up exactly because the cooler TRAPPIST-1 star emitting more of its light in the form of infrared radiation that is more efficiently absorbed by an Earth-like atmosphere. Since it takes less illumination to reach the same temperatures, the habitable zone shifts farther away from the star.

The masses and densities of the TRAPPIST-1 planets were determined by measurements of slight variations in the timings of their orbits using extensive observations made by NASA's Spitzer and Kepler space telescopes, in combination with data from Hubble and a number of ground-based telescopes. The latest analysis, which includes Spitzer's complete record of over 1,000 hours of TRAPPIST-1 observations, has reduced the uncertainties of the mass measurements to a mere 3-6&percnt. These are among the most accurate measurements of planetary masses anywhere outside of our solar system.


We Have More Details on the Outermost Trappist-1 Planet!

The announcement of a seven-planet system around the star TRAPPIST-1 earlier this year set off a flurry of scientific interest. Not only was this one of the largest batches of planets to be discovered around a single star, the fact that all seven were shown to be terrestrial (rocky) in nature was highly encouraging. Even more encouraging was the fact that three of these planets were found to be orbiting with the star’s habitable zone.

Since that time, astronomers have been seeking to learn all they can about this system of planets. Aside from whether or not they have atmospheres, astronomers are also looking to learn more about their orbits and surface conditions. Thanks to the efforts of a University of Washington-led international team of astronomers, we now have an accurate idea of what conditions might be like on its outermost planet – TRAPPIST-1h.

According to the team’s study – “A seven-planet resonant chain in TRAPPIST-1“, which was recently published in the journal علم الفلك الطبيعي – they relied on data from the Kepler mission to determine the planet’s orbital period. Specifically, they consulted data obtained during Campaign 12 of the K2 mission, a 79-day observation period that ran from December 15th, 2016 to March 4th, 2017.

يوضح مفهوم الفنان هذا & # 8217s الشكل الذي قد يبدو عليه كل من كواكب TRAPPIST-1 ، بناءً على البيانات المتاحة حول أحجامها وكتلها ومسافاتها المدارية. المصدر: NASA / JPL-Caltech

Led by Rodrigo Luger, a graduate student at the University of Washington, the team was already aware of pattern in the orbits of the system’s six inner planets. This was based on prior data provided by the Spitzer Space Telescope, which indicated that these planets are in an orbital resonance – i.e. their respective orbital periods are mathematically related and influence one other.

From this data, the team had already calculated that TRAPPIST-1h would have an orbital period of just less than 19 days. Once they consulted the K2 data, they noticed that during the 79-day observation period, TRAPPIST-1h made four transit of the star – which worked out to an orbital period of 18.77 days. In other words, the team found that their observations were consistent with their calculations.

This finding was a welcome relief to Luger and his colleagues. As he stated in a UW press release:

“TRAPPIST-1h was exactly where our team predicted it to be. It had me worried for a while that we were seeing what we wanted to see. Things are almost never exactly as you expect in this field – there are usually surprises around every corner, but theory and observation matched perfectly in this case.”

The discovery of this resonance means that TRAPPIST-1 has set another record. For starters, it is already renowned from being one of only two star systems to host seven extra-solar planets – the other being the HR 8832 star system, a main-sequence K3V-type variable star located 21 light years away. Second, it has the most confirmed terrestrial planets to be discovered in a single star system to date.

Three of the TRAPPIST-1 planets – TRAPPIST-1e, f and g – dwell in their star’s so-called “habitable zone. CreditL NASA/JPL

But with this latest data, TRAPPIST-1 now holds the record for having the most planets in an orbital resonance as well. The previous place holders were Kepler-80 and Kepler-223, both of which have four planets in an orbital resonance. According to Luger, this resonance was likely established when the TRAPPIST-1 system was still young and the planets were still in the process of formation. As Luger explained:

“The resonant structure is no coincidence, and points to an interesting dynamical history in which the planets likely migrated inward in lock-step. This makes the system a great testbed for planet formation and migration theories. We could therefore be looking at a planet that was once habitable and has since frozen over, which is amazing to contemplate and great for follow-up studies.”

The possibility that the planets achieved their current orbital dance early in the system’s history could also mean that TRAPPIST-1h was once habitable. While three planets orbit with the star’s habitable zone (TRAPPIST-1 d, e, and f), TRAPPIST-1h orbits the star at a distance of about 10 million km (6 million mi), which places it well beyond the reach of the star’s habitable zone.

In fact, at this distance, TRAPPIST-1h gets about as much energy from the Sun as the dwarf planet Ceres (located in our Solar System in Main Asteroid Belt, between Mars and Jupiter), which results in an average surface temperature of 173 K (-100 °C -148 °F). But in the past, when its star was brighter and hotter, the planet may have received enough energy that its surface would have been warm enough to support liquid water.

Artist concepts of the seven planets of TRAPPIST-1 with their orbital periods, distances from their star, radii and masses as compared to those of Earth. Credit: NASA/JPL

“We could therefore be looking at a planet that was once habitable and has since frozen over, which is amazing to contemplate and great for follow-up studies,” said Luger. TRAPPIST-1 is also a prime candidate for follow-up study given its proximity. Located just 39.5 light years from Earth, this star and its system of planets present some exceptional opportunities for the study of exoplanets and M-type star habitability.

Beyond that, this study also demonstrated that despite the failure of two reaction wheels, the Kepler mission is still extremely useful when it comes to the study of exoplanets. Despite the fact that maintaining a steady eye on the TRAPPIST-1 system presented instrumental challenges, Kepler still managed to produce reliable information that was consistent with the team’s calculations.

Besides determining TRAPPIST-1h’s orbital period, the team used the K2 data to further characterize the orbits of the other six planets, rule out the possibility of there being more planets in the system, and learn more about the star itself (such as its rotation period and level of activity). This information will also be crucial in determining whether or not any of the planets located within the star’s habitable zone could in fact be habitable.

The discovery of the TRAPPIST-1’s system was an event that was many years in the making. But the rate at which new discoveries have turned up has been very impressive. In the coming years, with the deployment of next-generation planet-hunters – like the James Webb Telescope and the Transitting Exoplanet Survey Satellite (TESS) – we will be able to dig deeper and learn even more.

And be sure to enjoy this video of TRAPPIST-1’s orbital resonance, courtesy of Assistant Professor Daniel Fabrycky of the University of Chicago:


The seven rocky planets of TRAPPIST-1 seem to have very similar compositions

This illustration shows three possible interiors of the seven rocky exoplanets in the TRAPPIST-1 system, based on precision measurements of the planet densities. Overall the TRAPPIST-1 worlds have remarkably similar densities, which suggests they may share the same ratio of common planet-forming elements. The planet densities are slightly lower than that of Earth or Venus, which could mean they contain fractionally less iron (a highly dense material), or more low-density materials, such as water or oxygen.In the first model (left), the interior of the planet is composed of iron mixed with lighter elements, such as oxygen. There is no solid iron core, as is the case with Earth and the other rocky planets in our own solar system. The second model shows an overall composition similar to Earth, in which the densest materials have settled to the center of the planet, forming an iron-rich core proportionally smaller than Earth's core.A variation is shown in the third panel where a larger, denser core could be balanced by an extensive low density ocean on the planet's surface. However, this scenario can only be applied to the outer four planets in the TRAPPIST-1 system. On the inner three planets, any oceans would vaporize due to the higher temperatures near their star, and a different composition model is required. Since all seven planets have remarkably similar densities, it is more likely that all the planets share a similar bulk composition, making this fourth scenario unlikely, but not ruled out. The high precision mass and diameter measurements of the exoplanets in the TRAPPIST-1 system have allowed astronomers to calculate the overall densities of these worlds to an unprecedented degree of accuracy in exoplanet research. Density measurements are a critical first step in determining the composition and structure of exoplanets, but they must be interpreted through the lens of scientific models of planetary structure. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

The red dwarf star TRAPPIST-1 is home to the largest group of roughly Earth-size planets ever found in a single stellar system. Located about 40 light-years away, these seven rocky siblings provide an example of the tremendous variety of planetary systems that likely fill the universe.

A new study published today in the Planetary Science Journal shows that the TRAPPIST-1 planets have remarkably similar densities. That could mean they all contain about the same ratio of materials thought to compose most rocky planets, like iron, oxygen, magnesium, and silicon. But if this is the case, that ratio must be notably different than Earth's: The TRAPPIST-1 planets are about 8% less dense than they would be if they had the same makeup as our home planet. Based on that conclusion, the paper authors hypothesized a few different mixtures of ingredients could give the TRAPPIST-1 planets the measured density.

Some of these planets have been known since 2016, when scientists announced that they'd found three planets around the TRAPPIST-1 star using the Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) in Chile. Subsequent observations by NASA's now-retired Spitzer Space Telescope, in collaboration with ground-based telescopes, confirmed two of the original planets and discovered five more. Managed by NASA's Jet Propulsion Laboratory in Southern California, Spitzer observed the system for over 1,000 hours before being decommissioned in January 2020. NASA's Hubble and now-retired Kepler space telescopes have also studied the system.

All seven TRAPPIST-1 planets, which are so close to their star that they would fit within the orbit of Mercury, were found via the transit method: Scientists can't see the planets directly (they're too small and faint relative to the star), so they look for dips in the star's brightness created when the planets cross in front of it.

This graph presents measured properties of the seven TRAPPIST-1 exoplanets (labeled b through h), showing how they stack up to each other as well as to Earth and the other inner rocky worlds in our own solar system. The relative sizes of the planets are indicated by the circles. All of the known TRAPPIST-1 planets are larger than Mars, with 5 of them within 15% of the diameter of the Earth.The corresponding "habitable zones" of the two planetary systems, regions where an Earth-like planet could potentially support liquid water on its surface, are indicated near the top of the plot. The offset between the two zones is due to the cooler TRAPPIST-1 star emitting more of its light in the form of infrared radiation that is more efficiently absorbed by an Earth-like atmosphere. Since it takes less illumination to reach the same temperatures, the habitable zone shifts further away from the star. The masses and densities of the TRAPPIST-1 planets were determined by careful measurements of slight variations in the timings of their orbits using extensive observations made by NASAs Spitzer and Kepler space telescopes, in combination with data from Hubble and a number of ground-based telescopes. The latest analysis, which includes Spitzer's complete record of over 1,000 hours of TRAPPIST-1 observations, has reduced the uncertainties of the mass measurements to a mere 2-3%. These are by far the most accurate measurements of planetary masses anywhere outside of our solar system. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

Repeated observations of the starlight dips combined with measurements of the timing of the planets' orbits enabled astronomers to estimate the planets' masses and diameters, which were in turn used to calculate their densities. Previous calculations determined that the planets are roughly the size and mass of Earth and thus must also be rocky, or terrestrial—as opposed to gas-dominated, like Jupiter and Saturn. The new paper offers the most precise density measurements yet for any group of exoplanets—planets beyond our solar system.

The more precisely scientists know a planet's density, the more limits they can place on its composition. Consider that a paperweight might be about the same size as a baseball yet is usually much heavier. Together, width and weight reveal each object's density, and from there it is possible to infer that the baseball is made of something lighter (string and leather) and the paperweight is made of something heavier (usually glass or metal).

The densities of the eight planets in our own solar system vary widely. The puffy, gas-dominated giants—Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune—are larger but much less dense than the four terrestrial worlds because they're composed mostly of lighter elements like hydrogen and helium. Even the four terrestrial worlds show some variety in their densities, which are determined by both a planet's composition and compression due to the gravity of the planet itself. By subtracting the effect of gravity, scientists can calculate what's known as a planet's uncompressed density and potentially learn more about a planet's composition.

The seven TRAPPIST-1 planets possess similar densities—the values differ by no more than 3%. This makes the system quite different from our own. The difference in density between the TRAPPIST-1 planets and Earth and Venus may seem small—about 8% – but it is significant on a planetary scale. For example, one way to explain why the TRAPPIST-1 planets are less dense is that they have a similar composition to Earth, but with a lower percentage of iron—about 21% compared to Earth's 32%, according to the study.

Alternatively, the iron in the TRAPPIST-1 planets might be infused with high levels of oxygen, forming iron oxide, or rust. The additional oxygen would decrease the planets' densities. The surface of Mars gets its red tint from iron oxide, but like its three terrestrial siblings, it has a core composed of non-oxidized iron. By contrast, if the lower density of the TRAPPIST-1 planets were caused entirely by oxidized iron, the planets would have to be rusty throughout and could not have solid iron cores.

Eric Agol, an astrophysicist at the University of Washington and lead author of the new study, said the answer might be a combination of the two scenarios—less iron overall and some oxidized iron.

The team also looked into whether the surface of each planet could be covered with water, which is even lighter than rust and which would change the planet's overall density. If that were the case, water would have to account for about 5% of the total mass of the outer four planets. By comparison, water makes up less than one-tenth of 1% of Earth's total mass.

Because they're positioned too close to their star for water to remain a liquid under most circumstances, the three inner TRAPPIST-1 planets would require hot, dense atmospheres like Venus', such that water could remain bound to the planet as steam. But Agol says this explanation seems less likely because it would be a coincidence for all seven planets to have just enough water present to have such similar densities.

"The night sky is full of planets, and it's only been within the last 30 years that we've been able to start unraveling their mysteries," said Caroline Dorn, an astrophysicist at the University of Zurich and a co-author of the paper. "The TRAPPIST-1 system is fascinating because around this one star we can learn about the diversity of rocky planets within a single system. And we can actually learn more about a planet by studying its neighbors as well, so this system is perfect for that."


شاهد الفيديو: 360 Video - Journey to Trappist-1 Solar System - Virtual Reality 4k (كانون الثاني 2023).