7 Planetele Pământului Stâncos măsurat TRAPPIST-1 au o densitate similară

Măsurarea masei și a diametrului unei planete dezvăluie densitatea acesteia, care poate oferi oamenilor de știință indicii despre compoziția sa. Oamenii de știință cunosc densitatea celor șapte planete TRAPPIST-1 cu o precizie mai mare decât alte planete din univers în comparație cu sistemul nostru solar. Credit: NASA / JPL-Caltech

Măsurătorile precise arată că exoplanetele au densități foarte asemănătoare, ceea ce oferă indicii despre compoziția lor.

PIST-1 este cel mai mare grup de planete de dimensiunea Pământului găsite într-un singur sistem stelar din steaua pitică roșie. Acești șapte frați, situați la aproximativ 40 de ani lumină distanță, sunt probabil un exemplu al enormei varietăți de sisteme planetare care umple universul.

Noul studiu publicat pe 22 ianuarie 2021 Jurnalul de Științe Planetare arată că planetele TRAPPIST-1 au o densitate similară. Aceasta înseamnă că fierul, oxigenul, magneziul și siliciul au aceeași proporție de materiale despre care se crede că formează cele mai multe planete stâncoase. Dacă da, această relație ar trebui să fie diferită de Pământ: TRAPPIST-1 este cu aproximativ 8% mai puțin decât dacă ar avea același machiaj ca planeta noastră originală. Pe baza acestei concluzii, autorii articolului au emis ipoteza că diferite amestecuri de componente pot da densitatea măsurată planetei TRAPPIST-1.

Unele dintre aceste planete sunt cunoscute din 2016, când oamenii de știință au anunțat că vor găsi trei planete în jurul stelei TRAPPIST-1 folosind Planurile tranzitorii din Chile și Telescopul mic Planetesimals (TRAPPIST). Observații ulterioare NASATelescopul spațial Spitzer, acum retras, în colaborare cu telescoapele de la sol, a confirmat două planete originale și a găsit încă cinci. Gestionat de Jet Propulsion Laboratory din California de Sud, Spitzer a observat cu mai mult de 1.000 de ore înainte ca sistemul să fie anulat în ianuarie 2020. Telescoapele spațiale Hubble ale NASA și acum retrase Kepler au studiat, de asemenea, sistemul.

Cele șapte planete TRAPPIST-1, care sunt atât de aproape de stea, ar intra pe orbita lui Mercur, au fost găsite prin metoda de trecere: oamenii de știință nu pot vedea planetele direct (steaua este mică și slabă), așa că caută scufundări în strălucirea stelei.

Observațiile repetate ale scafandrilor cu stele combinate cu măsurători ale timpului orbitelor planetelor au permis astronomilor să calculeze masele și diametrele planetelor, care la rândul lor au fost folosite pentru a calcula densitățile lor. Conform estimărilor anterioare, planetele au aproximativ dimensiunea și masa Pământului, deci trebuie să fie și stâncoase sau terestre – deoarece predomină gazele, de ex. Jupiter și Saturn. Noul articol oferă cele mai precise măsurători de densitate pentru grupurile de exoplanete pentru unele planete din afara sistemului nostru solar.

Împărăția fierului

Cu cât oamenii de știință cunosc mai exact densitatea unei planete, cu atât mai multe limite pot pune asupra compoziției sale. Să presupunem că o greutate poate avea aceeași dimensiune ca un baseball, dar tinde să aibă o greutate mult mai mare. Împreună, lățimea și greutatea dezvăluie densitatea fiecărui obiect și din aceasta se poate concluziona că baseballul are ceva mai ușor (frânghie și piele) și o greutate mare este ceva mai greu (de obicei sticlă sau metal).

Densitatea celor opt planete din sistemul nostru solar variază foarte mult. Giganți umflați dominați de gaze – Jupiter, Saturn, Uranus, și Neptun – Sunt mai mari, dar mult mai dense decât cele patru lumi de pe Pământ, deoarece sunt în mare parte elemente mai ușoare, cum ar fi hidrogenul și heliul. Cele patru lumi pământești prezintă, de asemenea, o oarecare varietate în densitățile lor, care sunt determinate de compresie ca urmare a compoziției planetei și a gravitației planetei în sine. Eliminând efectul gravitației, oamenii de știință pot calcula ceea ce este cunoscut sub denumirea de densitate necomprimată a unei planete și pot afla mai multe despre compoziția unei planete.

TRAPPIST-1 Comparația sistemului solar

Densitatea unei planete este determinată de compoziția și dimensiunea ei: gravitația comprimă materialul care alcătuiește o planetă, crescând densitatea planetei. Densitatea necomprimată este ajustată pentru efectul gravitațional și poate dezvălui modul în care este comparată compoziția diferitelor planete. Credit: NASA / JPL-Caltech

Cele șapte planete ale TRAPPIST-1 au o densitate similară – valorile nu se schimbă cu mai mult de 3%. Acest lucru face ca sistemul să fie destul de diferit de al nostru. Diferența dintre planetele TRAPPIST-1 și Pământ și densitatea sa Venus poate părea mic – aproximativ 8% – dar este semnificativ la scară planetară. De exemplu, o modalitate de a explica de ce planetele TRAPPIST-1 nu sunt atât de dense este aceea că au o compoziție similară cu Pământul, dar au un procent mai mic de fier – aproximativ 21% față de 32% din Pământ.

Alternativ, fierul de pe planetele TRAPPIST-1 poate fi supus unor niveluri ridicate de oxigen, formând oxid de fier sau rugină. Oxigenul suplimentar ar reduce densitatea planetelor. -Suprafața Marte își obține nuanța roșie din oxidul de fier, dar, ca și cei trei frați de pe pământ, are un nucleu din fier neoxidat. În schimb, dacă densitatea mai mică a planetelor TRAPPIST-1 ar fi cauzată de fier oxidat, planetele ar trebui să fie ruginite și să nu poată avea un miez solid de fier.

Eric Agol, astrofizician Universitatea din Washington Autorul principal al noului studiu a spus că răspunsul ar putea fi o combinație a două scenarii: mai puțin fier în general și fier oxidat.

Grupul a analizat, de asemenea, dacă suprafața fiecărei planete ar putea fi acoperită cu apă, care ar fi chiar mai ușoară decât rugina și ar schimba densitatea totală a planetei. Dacă da, apa ar ocupa aproximativ 5% din masa totală a celor patru planete exterioare. Prin comparație, apa reprezintă mai puțin de o zecime din 1% din masa totală a Pământului.

Deoarece stelele sunt atât de apropiate, încât apa este lichidă în cele mai multe situații, cele trei planete din TRAPPIST-1 ar avea nevoie de o atmosferă caldă și densă, precum Venus, pentru a permite apei să fie legată de pământ ca vapori. Dar Agol spune că această explicație pare mai puțin, ar fi o coincidență faptul că cele șapte planete au suficientă apă pentru a avea densități atât de similare.

TRAPPIST-1 Exoplanet Interiors

Trei interioare posibile ale exoplanetelor TRAPPIST-1. Cele șapte planete au o densitate foarte asemănătoare, deci probabil au compoziții similare. Credit: NASA / JPL-Caltech

„Cerul nopții este plin de planete și am reușit să le dezvăluim misterele doar în ultimii 30 de ani”, a declarat Caroline Dorn, astrofizician la Universitatea din Zurich și autorul articolului. “Sistemul TRAPPIST-1 este fascinant, deoarece putem cunoaște diversitatea planetelor stâncoase din jurul stelelor obișnuite din jurul acestei stele. Și putem de fapt să aflăm mai multe despre o planetă uitându-ne și la împrejurimile sale, deci acest sistem este perfect pentru asta.”

Referință: „Traficul de timp al traficului și analiza fotometrică în TRAPPIST-1: mase, raze, densități, dinamică și efemeride” de Eric Agol, Caroline Dorn, Simon L. Grimm, Martin Turbet, Elsa Ducrot, Laetitia Delrez și Michaël Gillon . , Brice-Olivier Demory, Artem Burdanov, Khalid Barkaoui, Zouhair Benkhaldoun, Emeline Bolmont, Adam Burgasser, Sean Carey, Julien de Wit, Daniel Fabrycky, Daniel Foreman-Mackey, Jonas Haldemann, David M. Hernandez, James Ingalls, Emmanuel Jehin, Zachary Langford, Jérémy Leconte, Susan M. Lederer, Rodrigo Luger, Renu Malhotra, Victoria S. Meadows, Brett M. Morris, Francisco J. Pozuelos, Didier Queloz, Sean N. Raymond, Franck Selsis, Marko Sestovic, Amaury HMJ Triaud și Valerie Van Grootel, 22 ianuarie 2021, Jurnalul de Științe Planetare.
DOI: 10.3847 / PSJ / abd022

JPLDivizia Caltech din Pasadena, California, a gestionat misiunea Spitzer la Direcția Misiunii Științifice a NASA din Washington. Operațiunile științifice au fost efectuate la Centrul de Știință Spitzer IPAC de la Caltech. Catalogul științific Spitzer complet este disponibil prin Arhiva de date Spitzer, care se află în arhiva științei cu infraroșu IPAC. Operațiunile navelor spațiale au fost efectuate la Littleton, Colorado, Lockheed Martin Space.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.