Ученые назвали планеты, которые по составу похожи на Землю
Астрономы считают, что наибольшее сходство с Землей в отношении состава обнаруживают планеты в системе TRAPPIST-1. К такому выводу ученые пришли после уточнения значения значений масс и плотностей этих далеких небесных тел, образующих вокруг своей звезды компактную планетную систему. О результатах исследования сообщает статья, представленная международной группой исследователей в журнал Planetary Science Journal.
Большая экзопланетная семья
Тусклый красный карлик в созвездии Водолея, удаленный от Солнца на 39,5 световых лет, получил имя TRAPPIST-1 после наблюдений, проведенных с помощью наземного 60-сантиметрового телескопа TRAPPIST весной 2016 года. По результатам этих наблюдений у звезды было обнаружено две транзитных (пересекающих диск звезды) планеты, а к началу 2017 года астрономы нашли еще пять.
Поскольку масса звезды TRAPPIST-1 мала (она составляет всего около 12 % массы Солнца), орбиты всех планет расположены очень близко к ней. Самую ближнюю планету отделяют от родительского светила около 0,011 астрономической единицы, то есть немногим больше полутора миллионов километров. Наиболее удаленная планета движется по своей орбите в 0,062 астрономической единицы – это около 9,3 миллиона километров. Между ними находятся орбиты пяти планет, так что семейство TRAPPIST-1 оказалось не только большим, но и очень тесным.
«Спитцер» и «Кеплер» вносят поправки
Первоначально астрономам не удалось определить параметры планет с достаточной точностью, следствием чего стал динамический парадокс: планетная система выглядела неустойчивой. Уточнение параметров астрономы провели на основе сопоставления фотометрических данных, полученных инфракрасной космической обсерваторией «Спитцер», которая в 2016 году непрерывно наблюдала TRAPPIST-1 в течение двадцати суток, и данных с телескопа «Кеплер», который вел постоянный мониторинг системы в декабре 2016 – марте 2017 года.
Массы всех планет, за исключением второй и седьмой (она вообще была неизвестна), оказались меньше, чем показывали предварительные оценки, и в единицах массы Земли составили: для первой планеты (b) - 0.79 ± 0.27, для планет d, e, f и g – соответственно 0.33 ± 0.15, 0.24 +0.56/-0.24, 0.36 ± 0.12 и 0.57 ± 0.04. Масса внешней планеты – всего 0.086 ± 0.084. Лишь вторая планета (c) несколько «утяжелилась»: сейчас ее масса оценивается в 1.63 ± 0.63. Видно, что в этой системе нет ни гигантских «юпитеров», ни даже «нептунов».
Определены и плотности этих планетных «малышей». Они существенно различаются. Три внутренние планеты, как и следовало ожидать, оказались плотнее, чем их внешние собратья, которые, судя по всему, представляют собой тела ледяного состава.
Сходство состава
Из всего многочисленного семейства, которым располагает TRAPPIST-1, наиболее похожа на Землю третья планета (d). Она обладает самым близким к земному значением плотности – 3.95 ± 1.86 г/см3, следовательно, это скалистое, а не ледяное тело. Значение массы невелико, и в соотношении с плотностью оно показывает, что по размерам TRAPPIST-1d меньше нашей планеты, но крупнее Марса. В составе его должны быть и металлы, и силикаты, и вода, а учитывая, что планета располагается в зоне обитаемости, она представляет для исследователей огромный интерес.
Самый распространенный металл во Вселенной – железо. Оно обязательно должно присутствовать и в составе второй планеты (c). Плотность ее даже выше, чем у Земли, и это означает, что в составе преобладают металлы. Поскольку другим весьма распространенным элементом является кислород, логично предположить, что его много и в планетной системе маленькой красной звезды. Вероятнее всего, что он в основном присутствует на планетах в связанном виде, в форме оксидов железа, как и на Земле.
Эти особенности тел в системе TRAPPIST-1 делают ее ценным источником данных для сравнительного изучения планет земной группы. Слабая светимость родительской звезды позволяет более детально исследовать характеристики планет. Это поможет ученым продвинуться в понимании механизмов формирования и эволюции землеподобных планетных тел, поэтому астрономы намерены продолжать исследования TRAPPIST-1.