ترابيست-1f

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

TRAPPIST-1f هو كوكب خارج المجموعة الشمسية ، يُرجح أنه صخري ، [ 2 ] يدور ضمن المنطقة الصالحة للسكن [ 5 ] حول النجم القزم فائق البرودة TRAPPIST-1 ، الذي يقع على بُعد 40.7 سنة ضوئية (12.5 فرسخ فلكي ) من الأرض في كوكبة الدلو . تم اكتشاف هذا الكوكب باستخدام طريقة العبور ، حيث يُقاس تأثير التعتيم الذي يُحدثه الكوكب عند عبوره أمام نجمه.

كان هذا الكوكب واحداً من أربعة كواكب خارجية جديدة تم اكتشافها تدور حول النجم في عام 2017 باستخدام عمليات الرصد من تلسكوب سبيتزر الفضائي . [ 1 ]

من المرجح أن يكون الكوكب مقيدًا مدّيًا ، وقد تم تصويره على أنه كوكب يشبه مقلة العين في التصورات الفنية التي نشرتها وكالة ناسا .

الخصائص الفيزيائية

الكتلة، نصف القطر، ودرجة الحرارة

TRAPPIST-1f هو كوكب خارجي بحجم الأرض ، أي أن نصف قطره قريب من نصف قطر الأرض. تبلغ درجة حرارته عند التوازن 218 كلفن (-55 درجة مئوية؛ -67 درجة فهرنهايت) . [ 4 ] ويبلغ نصف قطره   1.045 R 🜨  وكتلة من1.039 مليون 🜨  . [ 2 ] قُدِّر في البداية أن كتلته أقل بكثير، وبالتالي كثافته منخفضة.3.3 ± 0.9  جم/ سم³ وكثافة سطحية تقارب6.1  م/ث² ( 62% من قيمة الأرض). [ 1 ] يشير هذا إلى وجود كمية كبيرة من المواد المتطايرة ، حيث أشارت دراسة أجريت عام 2017 إلى أن محيطًا مائيًا قد يشكل ما يصل إلى 20% من كتلة الكوكب، مما يزيد درجة الحرارة في قاع هذا المحيط إلى ما يزيد عن 1400 كلفن (1130 درجة مئوية؛ 2060 درجة فهرنهايت) . [ 6 ] ومع ذلك، تُظهر تقديرات الكثافة المُحسّنة أن TRAPPIST-1f، مثل الكواكب الأخرى في النظام، أقل كثافة بقليل من الأرض، وهو ما يتوافق مع تركيب صخري. [ 2 ]   

أَجواء

وفقًا لمحاكاة تفاعل المحيط الصهاري مع الغلاف الجوي، من المرجح أن يحتفظ نظام TRAPPIST-1f بجزء من غلافه الجوي البخاري البدائي خلال المراحل الأولى من تطوره، وبالتالي من المحتمل أن يمتلك اليوم محيطًا سميكًا مغطى بغلاف جوي غني بالأكسجين غير الحيوي. [ 7 ] لم يتم رصد انبعاثات الهيليوم من نظام TRAPPIST-1f (والكوكبين b وe) حتى عام 2022. [ 8 ]

مضيف

يدور الكوكب حول نجم قزم فائق البرودة من النوع M يُدعى TRAPPIST -1 . تبلغ كتلة النجم 0.08 كتلة شمسية ونصف قطره 0.11 نصف قطر شمسي . تبلغ درجة حرارته 2550 كلفن، وعمره ما لا يقل عن 7-8 مليارات سنة. للمقارنة، يبلغ عمر الشمس 4.6 مليار سنة [ 9 ] ودرجة حرارتها 5778 كلفن [ 10 ]. النجم غني بالمعادن، حيث تبلغ نسبة المعادن فيه ([Fe/H]) 0.04، أي 109% من نسبة المعادن في الشمس. وهذا أمرٌ غريب، إذ يُتوقع أن تحتوي النجوم منخفضة الكتلة القريبة من الحد الفاصل بين الأقزام البنية والنجوم التي تندمج فيها الهيدروجين على نسبة معادن أقل بكثير من الشمس؛ ومن ناحية أخرى، فإن النجوم الغنية بالمعادن أكثر عرضةً لوجود كواكب حولها من النجوم الفقيرة بها. يبلغ سطوعها ( L ☉ ) 0.05% من سطوع الشمس.

يبلغ القدر الظاهري للنجم ، أو مدى سطوعه من منظور الأرض، 18.8. لذلك، فهو خافت للغاية بحيث لا يمكن رؤيته بالعين المجردة.

مدار

يدور نظام TRAPPIST-1f حول نجمه المضيف بفترة مدارية تبلغ حوالي 9.206 يومًا ونصف قطر مداري يبلغ حوالي 0.037 ضعف نصف قطر الأرض (مقارنة بمسافة عطارد من الشمس، والتي تبلغ حوالي 0.38 وحدة فلكية ).

قابلية السكن

تصور فني لسطح نظام TRAPPIST-1f، يصور محيطًا من الماء السائل على سطحه. كما تم توضيح النجم الأم والكواكب المجاورة.

أُعلن أن الكوكب الخارجي يدور إما داخل أو خارج النطاق الصالح للسكن حول نجمه الأم، وهي المنطقة التي قد يوجد فيها الماء السائل على سطح الكوكب في ظل الظروف والخصائص الجوية المناسبة. في 31 أغسطس/آب 2017، أبلغ علماء الفلك في تلسكوب هابل الفضائي عن أول دليل على وجود الماء على الكواكب الخارجية التابعة لنظام ترابيست-1. [ 11 ] [ 12 ]

TRAPPIST-1f has a radius about the same as Earth, at around 1.045 R🜨, but was initially thought to have only about two thirds of Earth's mass, at around 0.68 M🜨. So, it was considered somewhat unlikely to be a fully rocky planet, and extremely unlikely to be an Earth-like one, that is rocky with a large iron core but without a thick hydrogen-helium atmosphere enveloping the planet. Simulations in 2017 suggested the planet is approximately 20% water by composition, much higher than that of Earth. With such a massive water envelope, the pressure and temperature will be high enough to keep the water in a gaseous state and any liquid water will only exist as clouds near the top of TRAPPIST-1f's atmosphere. Based on this study, TRAPPIST-1f is therefore likely to be no more habitable than any other ice giant with water clouds in its atmosphere.[6] However, refined estimates show that TRAPPIST-1f has about the same mass as Earth, and like other planets in the system, is only slightly less dense than Earth, consistent with a rocky composition.[2]

Its host star is a redultracool dwarf, with only about 8% of the mass of the Sun (close to the boundary between brown dwarfs and hydrogen-fusing stars). As a result, stars like TRAPPIST-1 have the ability to live up to 4–5 trillion years, 400–500 times longer than the Sun will live.[13] Because of this ability to live for long periods of time, it is likely TRAPPIST-1 will be one of the last remaining stars when the Universe is much older than it is now, when the gas needed to form new stars will be exhausted, and the remaining ones begin to die off.

The planet is very likely tidally locked, with one hemisphere permanently facing towards the star, while the opposite side shrouded in eternal darkness. However, between these two intense areas, there would be a sliver of moderate temperature – called the terminator line, where the temperatures may be suitable (about 273 K or 0 °C or 32 °F) for liquid water to exist. Additionally, a much larger portion of the planet may be habitable if it supports a thick enough atmosphere to transfer heat to the side facing away from the star.

See also

References

  1. 123Gillon, Michaël; Triaud, Amaury H. M. J.; Demory, Brice-Olivier; Jehin, Emmanuël; Agol, Eric; Deck, Katherine M.; Lederer, Susan M.; Wit, Julien de; Burdanov, Artem (2017). "Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1". Nature. 542 (7642): 456–460. arXiv:1703.01424. Bibcode:2017Natur.542..456G. doi:10.1038/nature21360. PMC 5330437. PMID 28230125.
  2. 123456Agol, Eric; Dorn, Caroline; Grimm, Simon L.; Turbet, Martin; et al. (1 February 2021). "Refining the Transit-timing and Photometric Analysis of TRAPPIST-1: Masses, Radii, Densities, Dynamics, and Ephemerides". The Planetary Science Journal. 2 (1): 1. arXiv:2010.01074. Bibcode:2021PSJ.....2....1A. doi:10.3847/psj/abd022. S2CID 222125312.
  3. 12Grimm, Simon L.; Demory, Brice-Olivier; Gillon, Michael; Dorn, Caroline; Agol, Eric; Burdanov, Artem; Delrez, Laetitia; Sestovic, Marko; Triaud, Amaury H.M.J.; Turbet, Martin; Bolmont, Emeline; Caldas, Anthony; de Wit, Julien; Jehin, Emmanuel; Leconte, Jeremy; Raymond, Sean N.; Van Grootel, Valerie; Burgasser, Adam J.; Carey, Sean; Fabrycky, Daniel; Heng, Kevin; Hernandez, David M.; Ingalls, James G.; Lederer, Susan; Selsis, Franck; Queloz, Didier (5 February 2018). "The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets". Astronomy & Astrophysics. 613: A68. arXiv:1802.01377. Bibcode:2018A&A...613A..68G. doi:10.1051/0004-6361/201732233. S2CID 3441829.
  4. 1 2 دوكرو، إي.؛ جيلون، م.؛ ديلريز، ل.؛ أغول، إي.؛ وآخرون . (1 أغسطس 2020). "TRAPPIST-1: النتائج العالمية لبرنامج سبيتزر الاستكشافي العلمي للعوالم الحمراء". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 640 : A112. arXiv : 2006.13826 . Bibcode : 2020A & A...640A.112D . doi : 10.1051/0004-6361/201937392 . ISSN 0004-6361 . S2CID 220041987 .   
  5. ↑ «تلسكوب ناسا يكشف عن أكبر مجموعة من الكواكب بحجم الأرض في المنطقة الصالحة للسكن حول نجم واحد» . استكشاف الكواكب الخارجية: كواكب خارج نظامنا الشمسي (بيان صحفي) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 فبراير 2017 .
  6. 1 2 كوارلز، بيلي؛ كوينتانا، إليسا ف.؛ لوبيز، إريك د.؛ شليدر، جوشوا إي.؛ باركلي، توماس (2017). "التراكيب المحتملة للكواكب السبعة لنظام ترابيست-1 باستخدام عمليات المحاكاة الديناميكية طويلة المدى" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 842 (1): L5. arXiv : 1704.02261 . Bibcode : 2017ApJ...842L...5Q . doi : 10.3847/2041-8213/aa74bf . S2CID 119474320 . 
  7. ↑ بارث، باتريك؛ كارون، لودميلا؛ بارنز، روري؛ نواك، لينا؛ موليير، بول؛ هينينغ، توماس (2021)، "تطور محيط الصهارة لكواكب نظام ترابيست-1"، علم الأحياء الفلكي ، 21 (11): 1325-1349 ، arXiv : 2008.09599 ، Bibcode : 2021AsBio..21.1325B ، doi : 10.1089/ast.2020.2277 ، PMID 34314604 ، S2CID 221246323  
  8. ↑ كريشنامورثي، فيغنيشواران؛ وآخرون (2021)، "عدم رصد الهيليوم في الغلاف الجوي العلوي لـ TRAPPIST-1b وe وF"، المجلة الفلكية ، 162 (3): 82، arXiv : 2106.11444 ، Bibcode : 2021AJ....162...82K ، doi : 10.3847/1538-3881/ac0d57 
  9. ↑ فريزر كاين (16 سبتمبر 2008). "كم عمر الشمس؟" . يونيفرس توداي . تم الاطلاع عليه في 19 فبراير 2011 .
  10. ↑ فريزر كاين (15 سبتمبر 2008). "درجة حرارة الشمس" . يونيفرس توداي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 فبراير 2011 .
  11. ↑ بورير، فنسنت؛ دي ويت، جوليان؛ ياغر، ماتياس (31 أغسطس 2017). "هابل يقدم أولى الدلائل على احتمالية وجود الماء في كواكب نظام ترابيست-1" . www.SpaceTelescope.org . تاريخ الاطلاع: 4 سبتمبر 2017 .
  12. ↑ وكالة PTI (4 سبتمبر 2017). "أول دليل على وجود الماء على كواكب نظام TRAPPIST-1 " . صحيفة إنديان إكسبريس . تاريخ الاطلاع: 4 سبتمبر 2017 .
  13. ↑ آدامز، فريد سي؛ لافلين، غريغوري؛ غريفز، جينيفيف جيه إم. "الأقزام الحمراء ونهاية التسلسل الرئيسي". الانهيار الجذبي: من النجوم الضخمة إلى الكواكب . المجلة المكسيكية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية. ص 46-49 . رمز Bibcode : 2004RMxAC..22...46A .