Glavni AstronomijaEden od planetov TRAPPIST-1 ima železno jedro

Eden od planetov TRAPPIST-1 ima železno jedro

Astronomija : Eden od planetov TRAPPIST-1 ima železno jedro

Februarja 2017 je skupina evropskih astronomov objavila odkritje sistema sedmih planetov, ki kroži okoli orbite bližnje zvezde TRAPPIST-1. Ob dejstvu, da je bilo vseh sedem planetov skalnih, je bil še dodaten bonus treh, ki so krožili v območju bivalnega območja TRAPPIST-1. Od tega časa je bilo izvedenih več raziskav, da bi ugotovili, ali bi lahko kateri od teh planetov bival ali ne.

V skladu s tem ciljem so se te študije osredotočile na to, ali imajo ti planeti atmosfero, njihove kompozicije in notranjost ali ne. Eno najnovejših raziskav sta izvedla dva raziskovalca iz laboratorija Cool Worlds Univerze Columbia, ki sta ugotovila, da ima eden od planetov TRAPPIST-1 (TRAPPIST-1e) veliko železno jedro - ugotovitev, ki bi lahko vplivala na naselitev tega planeta.

Študijo z naslovom "TRAPPIST-1e ima veliko železno jedro", ki sta jo nedavno objavili na spletu - sta vodila Gabrielle Englemenn-Suissa in David Kipping, študent dodiplomskega študija in docent profesorja astronomije na univerzi Columbia. Zaradi svoje študije sta Englemenn-Suissa in Kipping izkoristila nedavne študije, ki so omejile mase in polmese planetov TRAPPIST-1.

Te in druge študije so koristile dejstvu, da je TRAPPIST-1 sedem planetnih sistemov, zaradi česar je idealno primeren za eksoplanetne študije. Kot je profesor Univerza danes po e-pošti povedal profesor Kipping:

"To je čudovit laboratorij za eksoplanetarno znanost iz treh razlogov. Prvič, sistem ima ogromno sedem tranzitnih planetov. Globina tranzita narekuje velikost vsakega planeta, tako da lahko natančno izmerimo njihove velikosti. Drugič, planeti gravitacijsko medsebojno vplivajo, kar vodi do sprememb v prehodnih časih, ki so bile uporabljene za sklepanje o masah vsakega planeta, spet do impresivne natančnosti. Tretjič, zvezda je zelo majhna in je pozni M-pritlikavec, približno osminice velikosti Sonca, kar pomeni, da se tranziti zdijo 8 ^ 2 = 64-krat globlji, kot bi bili, če bi bila zvezda velikosti Sonca. Tu imamo veliko stvari, ki delajo v našo korist. "

Englemann-Suissa in Kipping sta skupaj merila maso in polmer planetov TRAPPIST-1, da bi sklepala na najmanjšo in največjo frakcijo jedra polmera (CRF) vsakega planeta. To je temeljilo na študiji, ki so jo predhodno opravili (skupaj z Jingjingom Chenom, doktorskim kandidatom na univerzi Columbia in članom laboratorija Cool Worlds), v kateri so razvili svojo metodo za določitev CRF planeta. Kot je opisal Kipping, je metoda:

»Če maso in polmer poznate zelo natančno, kot je sistem TRAPPIST-1, jih lahko primerjate s tistimi, ki jih predvidevajo teoretični modeli notranje opreme. Težava je v tem, da ti modeli na splošno sestavljajo možne štiri plasti, železno jedro, silikatni plašč, vodni sloj in lahka hlapna ovojnica (Zemlja ima samo prva dva, njena atmosfera prispeva zanemarljivo k masi in polmeru). Torej štiri neznane in dve izmerjeni količini sta načeloma neomejen in nerešljiv problem. "

Koncept tega umetnika prikazuje, kako je lahko videti vsak od planetov TRAPPIST-1, na podlagi razpoložljivih podatkov o njihovih velikostih, masah in orbitalnih razdaljah. Krediti: NASA / JPL-Caltech

Njihova študija je upoštevala tudi prejšnje delo drugih znanstvenikov, ki so poskušali omejiti kemično sestavo sistema TRAPPIST-1. V teh raziskavah so avtorji domnevali, da so kemične sestave planetov povezane z zvezdo, ki jo je mogoče izmeriti. Vendar sta Englemann-Suissa in Kipping uporabila bolj „agnostističen“ pristop in preprosto preučila mejne pogoje problema.

"V bistvu pravimo, da glede na maso in polmer ni modelov z jedri, manjšimi od X, ki bi lahko razložili opaženo maso in polmer, " je dejal. »Jedro je morda večje od X, vendar mora biti vsaj X, saj noben teoretični model ne bi mogel razložiti drugače. X bi torej ustrezal temu, kar bi lahko imenovali najmanjši delež polmera jedra. Nato igramo isto igro za največjo omejitev. "

Ugotovili so, da je najmanjša velikost jedra šestih planetov TRAPPIST-1 v bistvu enaka nič. To pomeni, da bi bilo mogoče njihove sestavke razložiti, ne da bi nujno imeli železno jedro - na primer, čisto silikatno odejo bi lahko bilo vse, kar je tam. Toda v primeru TRAPPIST-1e so ugotovili, da mora njegovo jedro po polmeru predstavljati vsaj 50% planeta in največ 78%.

Primerjajte to z Zemljo, kjer trdno notranje jedro železa in niklja ter tekoče zunanje jedro staljene zlitine železa in niklja predstavljata 55% polmera planeta. Med zgornjo in spodnjo mejo CRF TRAPPIST-1e so ugotovili, da mora imeti gosto jedro, ki je verjetno primerljivo z Zemljo. Ta ugotovitev bi lahko pomenila, da je od vseh planetov TRAPPIST-1 e najbolj »podoben Zemlji« in ima verjetno zaščitno magnetosfero.

Kot je nakazal Kipping, bi to lahko imelo ogromne posledice, ko gre za lov na bivalne eksoplanete in bi lahko TRAPPIST-1e potisnilo na vrh seznama:

To me še posebej navduši nad TRAPPIST-1e. Ta planet je manjši od Zemlje, sedi tik v naselju in zdaj vemo, da ima veliko železno jedro kot Zemlja. Vemo tudi, da zaradi drugih meritev nima lahke hlapne ovojnice. Poleg tega se zdi, da je TRAPPIST-1 tišja zvezda kot Proxima, zato sem glede optimizma TRAPPIST-1e kot potencialne biosfere veliko bolj optimističen kot trenutno Proxima b.

To je vsekakor dobra novica glede na nedavne študije, ki kažejo, da Proxima b verjetno ne bo bival. Med svojo zvezdo, ki oddaja močne izbruhe, ki jih je s prostim očesom videti, da verjetnost, da ozračje in tekoča voda na svoji površini ne bi preživeli dolgo, trenutno najbližji eksoplanet našega Osončja trenutno ne velja za dobrega kandidata za iskanje bivalni svet ali zunajzemeljsko življenje.

V zadnjih letih sta se Kipping in njegovi sodelavci in laboratorij Cool Worlds posvetili tudi preučevanju možnih eksoplanetov okoli Proxime Centauri. Z uporabo satelita Mikrovarljivost in nihanje zvezd (MOST) s kanadsko vesoljsko agencijo je Kipping in njegovi sodelavci maja 2014 in maja 2015 ponovno spremljali Proxima Centauri, da bi iskali znake tranzitijskih planetov.

Medtem ko so odkritje Proxime b na koncu naredili astronomi na ESO z uporabo metode radialne hitrosti, je bila ta akcija pomembna, saj je opozorila na verjetnost iskanja zemeljskih, potencialno bivalnih planetov okoli bližnjih zvezd tipa M (rdeče pritlikavke). V nadaljevanju si Kipping in njegova ekipa upajo, da bodo izvedli tudi študije Proxime b, da bi ugotovili, ali ima ozračje in ugotovili, kakšen bi lahko bil njegov CRF.

Še enkrat se zdi, da bi bil eden od mnogih skalnih planetov, ki kroži okoli zvezde rdečega pritlikavca (in ki je bližje Zemlji), le glavni kandidat za študije o stanovanju! Prihodnje raziskave, ki bodo koristile uvedbi teleskopov nove generacije (kot je vesoljski teleskop James Webb), bodo brez dvoma razkrile več o tem sistemu in vseh možno bivalnih svetovih, ki jih ima.

Nadaljnje branje: arXiv

Kategorija:
Ogromni asteroidi so preoblikovali zemeljsko površje
Prelomni posluh objavi prvo analizo 692 zvezd v iskanju ET