Astronomen konnten mit bodengestützten und umlaufenden Teleskopen die Dichten der Planeten des TRAPPIST-1-Systems genau bestimmen und die Zusammensetzung ihrer Atmosphären abschätzen. Es stellte sich heraus, dass alle sieben Planeten aus Gesteinen bestehen und eine große Menge an flüchtigen Stoffen und Wasser enthalten können, die bis zu fünf Prozent ihrer Masse ausmacht. Die Forschungsergebnisse wurden in den Zeitschriften Nature Astronomy und Astronomy & Astrophysics veröffentlicht und in Pressemitteilungen auf den Websites der Europäischen Südsternwarte und des Hubble-Teleskops kurz beschrieben.
Um zu verstehen, welche Planeten bewohnbar sein können, müssen Sie ihre Struktur und Zusammensetzung kennen. Zu diesem Zweck müssen Astronomen mit großer Genauigkeit die Werte der Planetendichte kennen, auf deren Grundlage Modelle gebaut werden, die ihre innere Struktur und Art der Atmosphäre beschreiben. Um die Dichte zu bestimmen, müssen Sie die Größe und Masse des Planeten kennen. Die Größe von Exoplaneten wurde basierend auf der Methode der Transitphotometrie während des Transits von Planeten vor dem Hintergrund der Sternscheibe geschätzt, aber mit der Masse ist alles viel komplizierter.
Vergleich der Massen von Planeten und der Beleuchtung eines Sterns im Fall des TRAPPIST-1-Systems und des Sonnensystems.
Eine Gruppe von Astronomen um Simon Grimm nutzte die Tatsache, dass in Systemen mit vielen Körpern massereichere Planeten die Bahnen ihrer Nachbarn stärker beeinflussen als weniger massereiche, um die Massen von Exoplaneten zu bestimmen, was die Laufzeiten beeinflusst. Die Wissenschaftler analysierten die vom SPECULOOS-Instrument am Paranal-Observatorium und den Spitzer- und Kepler-Orbitalteleskopen gewonnenen Daten und bauten Computermodelle, in denen sie die Parameter der Exoplaneten-Bahnen veränderten, bis die berechneten Laufzeiten mit den beobachteten übereinstimmten. Eine andere Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Julien de Wit analysierte von Dezember 2016 bis Januar 2017 Infrarotdaten des Hubble-Weltraumteleskops, um die Art der Atmosphären von vier Planeten in der Nähe der bewohnbaren Zone abzuschätzen. Wenn sich der Planet zwischen dem terrestrischen Beobachter und der Sternscheibe befindet, durchdringt ein Teil des Sternenlichts die Atmosphäre und wird von verschiedenen chemischen Elementen absorbiert, was sich in den Spektren widerspiegelt und uns ermöglicht, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre zu verstehen. das suchten die Forscher.
Vergleich der Massen der Planeten und des vom Stern zu ihnen kommenden Strahlungsflusses im Fall des TRAPPIST-1-Systems, des Sonnensystems und anderer Exoplaneten.
Vergleich der Größen, Massen und berechneten Oberflächentemperaturen von TRAPPIST-1-Planeten mit den Planeten des Sonnensystems. Die schwarze Linie entspricht der Dichte der terrestrischen Planeten im Sonnensystem. Objekte oberhalb der Linie sind weniger dicht und Objekte unterhalb der Linie sind dichter.
Es stellte sich heraus, dass die Dichten der Planeten zwischen 0,61 und 1,02 der durchschnittlichen Dichte der Erde liegen, die der Dichte von Gesteinen nahe kommt. Die Planeten TRAPPIST-1b und TRAPPIST-1c, die dem Stern am nächsten sind, können einen felsigen Kern und eine Atmosphäre haben, die dichter als die der Erde ist. Der nächste TRAPPIST-1d nach ihnen erwies sich als der leichteste (seine Masse beträgt nur 0,03 Erdmassen), und TRAPPIST-1e hat eine um ein Vielfaches höhere Dichte als die der Erde, was auf das Vorhandensein eines Eisenkerns und der Abwesenheit von Ozeanen oder Eisbedeckung. Darüber hinaus ist er in seinen Parametern der Erde ähnlicher als alle anderen Planeten. Die Planeten TRAPPIST-1f, g und h sind so weit vom Stern entfernt, dass Wasser auf ihrer Oberfläche nur in Form von Eis existieren kann und die Atmosphäre frei von schweren Molekülen wie Kohlendioxid ist. Gleichzeitig konnte für die Planeten TRAPPIST-1d, e und f die Existenz einer "aufgequollenen" wolkenfreien Helium-Wasserstoff-Atmosphäre vollständig ausgeschlossen werden (bisher war dies für die Planeten möglich TRAPPIST-1b und 1c), was sie dem Planetentyp der Erde noch ähnlicher macht. Dies wird durch das Fehlen von Wasser- und Methanspuren in den Spektren des Hubble-Teleskops belegt. Es wird angenommen, dass die Atmosphären dieser Planeten aus schwereren Elementen bestehen, die in viel niedrigeren Höhen gefunden werden.
Zuvor haben wir darüber gesprochen, wie die Bahnen der TRAPPIST-1-Planeten in Musik umgewandelt wurden und wie das Kepler-Teleskop dieses System in Nahaufnahme zeigte. Mehr über das TRAPPIST-1-System erfahren Sie in unserem Material.
