Астрономия, статия на деня: планетната система TRAPPIST-1


Настоящата статия слага началото на рубрика по популярна астрономия в моя блог.

TRAPPIST е 60-сантиметров белгийско-швейцарски телескоп (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope; https://en.wikipedia.org/wiki/TRAPPIST), който работи на Ла Сия от 2010 година. Макар да се намира на най-старата наблюдателна база на ЕСО, телескопът е национален проект и за наблюдателно време с него не може да се кандидатства по обичайната система от заявки на ЕСО. За сметка на това консорциумът, който го използва, плаща на ЕСО „наем“ за използване съоръженията на обсерваторията.

TRAPPIST може да е малък, но вече си е осигурил място в историята на астрономията с наблюдения на множество окултации на астероиди и планети-джуджета (например http://adsabs.harvard.edu/abs/2012Natur.491..566O, с участието на вашия покорен слуга) и с откриването на първите пръстени около планета-джудже (Чарикло, http://adsabs.harvard.edu/abs/2014Natur.508…72B).

Преди седмица, на 2.05.2016, група колеги, предимно от Белгия и Швейцария, обявиха за ново откритие с TRAPPIST – система от три планети, обикалящи около студена червена звезда (или дори кафяво джудже – масата на тамошното „слънце“ е на границата между звезди и джуджета) само на 12 парсека от Слънчевата система. Панетите са открити по метода на транзитната фотометрия (https://en.wikipedia.org/wiki/Methods_of_detecting_exoplanets#Transit_photometry) – т.е. по намаляването на блясъка на звездата, когато планетата засенчва за наблюдателя част от звездната повърхност. Заради усилията на множество обзори, използващи този метод (https://en.wikipedia.org/wiki/HATNet_Project, https://en.wikipedia.org/wiki/SuperWASP, https://en.wikipedia.org/wiki/COROT, https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler_%28spacecraft%29 и други) днес знаем за хиляди планети около други звезди. Някои от тези планети имат размери, сравними със земните. Случаят с трите планети около TRAPPIST-1 е точно такъв – радиусите им за 1.11, 1.05 и 1.16 земни радиуса. Масите им са неизвестни – за да се определят за необходими свръхточни измервания на радиалната скорост на звездата, които вероято ще бъдат получени със следващото поколение свръхстабилни астрономически спектрографи (например ЕСПРЕССО – https://www.eso.org/sci/facilities/develop/instruments/espresso.html).

Защо трите планети около TRAPPIST-1 са интересни:

– размерите им позволяват да са подобни на Земята. Тук подбрах думите си много внимателно, защото сходният радиус не гарантира сходство на физичните условия на повърхността на планетата: Венера има радиус около 0.9 от земния, но освен че се намира по-близо до Слънцето, нейната атмосфера е много по-гъста и там действа значителен парников ефект.

– те са далече от звездата в тяхната система, значително по-далече от така наречените „горещи“ юпитери – планетите от този тип бяха първите открити около „нормални“ слънцеподобни звезди (пример: https://en.wikipedia.org/wiki/51_Pegasi_b), но те не са подходящи места за живот подобен на нашия, защото температурите на повърхността им се измерват в хиляди градуси. Тук е от значение един параметър, наречен irradiance, който на български може да се преведе като облъчване, и описва енергията, която планетата получава от централната звезда. Например Венера получава от Слънцето около 2 пъти повече енергия на единица площ, отколкото Земята, Марс – около 2.3 пъти по-малко, а Юпитер – около 27 пъти по-малко. Но радиусът на орбитата не е единственият важен параметър: светимостта на централната звезда също има знаечние. В планетна система, където вместо звезда с темература около 6000 келвина като Слънцето, имаме много по-студента звезда, планетите трябва да се намират по-близо до нея за да получват същото облъчване. Случаят с планетите около TRAPPIST-1 е точно такъв: радиусите на техните орбити са 0.011, 0.015 и 0.022-0.146 (за сега орбиталните параметри на третата планета не са известн достатъчно точно, затова давам интервал) от радиуса на земната орбита; двете вътрешни планети получават съответно 4.25 и 2.26 пъти повече енергия от тяхната звезда, колкото Земята получава от слънцето. За най-външната планета наблюденията поставят граници между същото количество енергия, което получава Земята и 1/50 от него. С други думи, поне една от трите планети има шанс да бъде нова „бледа синя точка“ (https://www.youtube.com/watch?v=p86BPM1GV8M)

– TRAPPIST-1 е ярка звезда (http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=2MASS+J23062928-0502285). Наистина, тя не се вижда с просто око и е доста червена, но за възможностите на най-добрите съвременни (и от близкото бъдеще: https://www.eso.org/sci/facilities/eelt/, https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope) астрономически инструменти, особенно в инфрачервената област, тя позволява да се използват за изследването на планетите около нея множество техники, неприложими за болшинството от другите екзопланети. Най-важните, но не единствените от тези техники са транзитната спектроскопия (https://www.eso.org/sci/meetings/2014/exoelt2014/presentations/LopezMorales.pdf) и промяната на времената на транзитите (често съкращавано като TTV; https://en.wikipedia.org/wiki/Transit-timing_variation).

Авторите на откритието са подготвили чудесна страница с информация: http://www.trappist.one/

Системата на TRAPPIST-1, заедно с GJ1214b, GJ436b, GJ1132b и още няколко подобни планети с малки радиуси, открити наскоро от Kepler/K2 (http://kepler.nasa.gov/) ще бъде източник на нови знания за екзопланетите и което е особено интересно, ще ни помогне да разширим представите си за разнообразието на физическите параметри на екзопланетите.

Advertisements

Leave a comment

Filed under astronomy, астрономия, наука, science

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s