Новости

Астрономы впервые выяснили, из чего состоят землеподобные планеты

Плотности планет системы TRAPPIST-1 измерены с рекордной точностью. Это позволило учёным сделать выводы об их химическом составе и, в частности, о количестве воды.
Планетная система у красного карлика TRAPPIST-1, удалённого от Земли на 40 световых лет, была обнаружена в 2016 году. Дальнейшие исследования показали, что в ней по меньшей мере семь миров размерами похожих на Землю, из которых три лежат в зоне обитаемости. Мы не ошибёмся, если скажем, что сегодня к тусклой красной звезде приковано внимание астрономов всего мира.
В новом исследовании учёные, проанализировав данные нескольких инструментов, сумели с рекордной точностью измерить плотность этих планет.

Соавтор исследования Эрик Агол (Eric Agol) из Вашингтонского университета рассказывает: "Одна из целей исследований экзопланет – установить состав тех из них, которые напоминают Землю по размерам и температуре. После открытия системы TRAPPIST-1 технические возможности интрументов Европейской южной обсерватории в Чили и орбитального космического телескопа Spitzer позволили достичь этой цели. Мы впервые узнали, из чего состоят землеподобные экзопланеты!"

Чтобы вычислить плотность планеты, нужно знать её размер и массу. Оценить размер с неплохой точностью можно, пользуясь методом транзитов, то есть измерив, какую долю света звезды затмевает планета. Однако узнать массу гораздо сложнее, ведь она не связана однозначно с параметрами орбиты. На одной и той же траектории могут оказаться миры самой разной массы.


Симон Гримм (Simon Grimm) из Бернского университета в Швейцарии объясняет, как он и его коллеги установили массу планет: "Планеты системы TRAPPIST-1 расположены так близко друг к другу, что оказывают друг на друга сильное гравитационное воздействие, и поэтому моменты [начала – прим. ред.] их прохождений по диску материнской звезды – транзитов – несколько сдвигаются. Эти сдвиги зависят от масс планет, от расстояний между ними и от других орбитальных параметров. В нашей компьютерной модели мы изменяли параметры орбит планет до тех пор, пока вычисленные моменты транзитов не совпали с наблюдаемыми, а благодаря этому вычислили и массы планет".

Плотность планет может многое сказать об их химическом составе. Оказалось, что все семь исследованных миров в основном состоят из каменных пород, но имеют запасы лёгких, а потому летучих веществ (скорее всего, воды).
Миры TRAPPIST-1b и c, самые близкие к звезде, скорее всего, имеют гораздо более плотные атмосферы, чем Земля, и в этих газовых оболочках много водяного пара. А вот третья от светила планета TRAPPIST-1d – самая лёгкая. Её масса составляет всего около 30% земной. Вряд ли гравитация такой планеты сумеет удержать заметную атмосферу и гидросферу.
Четвёртый мир, TRAPPIST-1e – единственная из изученных планет системы, плотность которой выше, чем у Земли. Похоже, это означает, что и у неё нет или почти нет жидкой и газовой оболочки, так что вся масса планеты приходится на твёрдые породы. Также причиной такой большой плотности может быть огромное железное ядро. Впрочем, именно эта планета по размерам, плотности и количеству получаемого от своего светила тепла больше всего похожа на Землю.
Экзопланеты TRAPPIST-1f, g и h расположены слишком далеко от звезды и, по всей видимости, закованы в ледяную броню.
Как показало исследование, несколько миров системы настолько богаты водой, что она составляет до 5% массы планеты. Для сравнения: на Земле этот показатель ниже в 250 раз.
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о том, как были изучены атмосферы планет системы TRAPPIST-1, как "Хаббл" обнаружил на них воду и как выяснилось, что магнитное поле звезды плавит эти планеты изнутри.
Читайте также
Москве угрожает «Таня»! Кто и зачем дает имена циклонам?
Москве угрожает «Таня»! Кто и зачем дает имена циклонам?
Выясняем у экспертов, кто дает циклонам человеческие имена
Все переплетено, но не предопределено
Все переплетено, но не предопределено
Анахорет пытается заказать пушку, стреляющую очень маленькими элементарными частицами.
Чернота насколько хватает взгляда, или Сбывшаяся мечта космонавта
Чернота насколько хватает взгляда, или Сбывшаяся мечта космонавта
Космонавт Сергей Кудь-Сверчков о первом выходе в открытый космос.