TRAPPIST-1

TRAPPIST-1, též známo pod označením 2MASS J23062928-0502285,^[1] je mimořádně chladný červený trpaslík, hvězda spektrální třídy M8V.^[2] Nachází se v souhvězdí Vodnáře v poměrně blízkém sousedství Slunce, od něhož je hvězda vzdálena 12 parseků (přibližně 39 světelných let).

TRAPPIST-1
Hvězda TRAPPIST-1 se svým planetárním systémem v představě umělce
Astrometrická data (Ekvinokcium J2000,0)
Souhvězdí	Vodnář (Aquarius)
Rektascenze	23h 06m 29.283s
Deklinace	-05°02′28.59″
Paralaxa	80,212 3 mas
Vzdálenost	39,6 ± 0,4 ly (12,1 ± 0,1 pc)
Barevný index (V-R)	2,332
Barevný index (R-I)	2,442
Zdánlivá hvězdná velikost	18,80 mag
Absolutní hvězdná velikost	18,4 ± 0,1
Radiální rychlost	−54 ± 2 km/s
Vlastní pohyb v rektascenzi	930,788 mas/rok
Vlastní pohyb v deklinaci	−479,038 mas/rok
Fyzikální charakteristiky
Spektrální typ	M8V
Hmotnost	0,089 ± 0,006 M☉
Poloměr	0,121 ± 0,003 R☉
Zářivý výkon (V)	0.00000373[pozn. 1] L☉
Povrchová teplota	2550 ± 55 K K
Další označení
2MASS	2MASS J23062928-0502285
Databáze
SIMBAD	data
(V) – měření provedena ve viditelném světle Některá data mohou pocházet z datové položky.

Hvězdu během putování vesmírem doprovází sedmičlenný planetární systém. Všech sedm exoplanet označovaných písmennými symboly TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g, h je považováno za planety terrestrického typu s velikostí srovnatelnou se Zemí. Celkem tři z nich (e, f a g) obíhají mateřskou hvězdu v obyvatelné zóně, což je největší počet objevených k roku 2017 okolo jediné hvězdy. Dle závěrů NASA by se při vhodných atmosférických podmínkách mohla na všech sedmi exoplanetách soustavy TRAPPIST-1 nacházet voda v kapalném skupenství.^[3]

Objev a pojmenování

Hvězda s označením 2MASS J23062928-0502285 byla poprvé pozorována v říjnu 2013 teleskopem TRAPPIST, který je provozován v jihoamerickém Chile a po němž získal tento systém své alternativní pojmenování TRAPPIST-1.^[4] Pozorování,^[5] jež vedl tým belgických astronomů v čele s Michaëlem Gillonem, probíhalo celkem 245 hodin (přes 62 nocí mezi 17. zářím a 28. prosincem 2016), sledovány byly změny v jasnosti hvězdy v blízkém infračerveném spektru (asi 900 nm).^[6] V květnu roku 2016 byly potvrzeny tři exoplanety s označením TRAPPIST-1b, 1c a 1d (označení a se používá pro hvězdu samotnou).

K malé hvězdě posléze upřelo pozornost více teleskopů, další měření byla provedena na podzim 2016 na Very Large Telescope, UKIRT a hlavně na Spitzerově vesmírném dalekohledu, který potvrdil přítomnost dvou dříve objevených exoplanet a přidal čtyři další.

Hvězdné specifikace

TRAPPIST-1 je červený trpaslík spektrálního typu M8V. Jeho hmotnost dosahuje pouhých 8 % sluneční, poloměr 11,4 % Slunce a celkový zářivý výkon jen 0,05 %, hvězda září nejvíce v infračerveném spektru. V porovnání s největší planetou naší soustavy je hmotnost červeného trpaslíka přibližně 84násobná oproti Jupiteru, což je předpokládaná spodní hranice pro možnost zažehnutí termonukleární reakce v jádře hvězdy (mezi 13 a 80 hmotnostmi Jupitera jde o hnědého trpaslíka). Teplota povrchu trpaslíka je mimořádně nízká, získaná hodnota je 2550 K, TRAPPIST-1 bývá proto zařazován mezi velmi chladné trpaslíky. Stáří hvězdy se původně odhadovalo přes 500 milionů let, v roce 2017 však bylo dalšími pozorováními určeno, že vznikla před 5,4 až 9,8 miliardami roků.^[7]

TRAPPIST-1 je jednou z bližších hvězd, od našeho Slunce ji dělí 39 světelných let mezihvězdného prostoru (12 parseků). Hvězda se nalézá v souhvězdí Vodnáře, na východ od hlavního obrazce, poblíž hvězd lambda a psí Aquarii. Se zdánlivou hvězdnou velikostí 18,8^[8] magnituda není pozorovatelná ani pouhým okem, ani většími amatérskými dalekohledy.

Planetární systém

Podle dosavadních objevů a pozorování zahrnuje planetární systém TRAPPIST-1 celkem sedm exoplanet, z nichž všechny jsou kamenné a velikostí srovnatelné se Zemí nebo Venuší.^[9] Planety obíhají kolem hvězdy v krátkých periodách po velmi blízkých oběžných drahách. Nejvzdálenější planeta, TRAPPIST-1h, obíhá ve vzdálenosti 0,06 AU od své hvězdy; planeta Merkur je od Slunce ve střední vzdálenosti 0,39 AU.^[10] Oběžnice jsou rozloženy velmi blízko sobě, podle sdělení NASA by pozorovatel na povrchu těchto planet mohl pozorovat sousední tělesa ve velikosti srovnatelné s Měsícem na zemské obloze a byl by schopen pouhým okem rozeznat povrch či atmosférické jevy těchto těles.^[3]

První planetou v pořadí od centra soustavy je TRAPPIST-1b, těleso o velikosti srovnatelné se Zemí (poloměr 1,086 Země), avšak s předpokladem nižší hustoty, a proto zároveň menší hmotností. Planeta obíhá ve vzdálenosti 0,011 AU od svého slunce a oběhne ji za 1,5 dne. První přechod byl zaznamenán 27. října 2015. Druhou oběžnicí v pořadí je TRAPPIST-1c, jejíž poloměr je opět srovnatelný se Zemí (1,056 Země), hustota a hmotnost jsou pak o něco vyšší než zemské (hmotnost 1,38 Země). C byla první planetou, jejíž přechod byl pozorován, stalo se tak 17. září 2015. Obíhá ve vzdálenosti 0,015 AU od hvězdy s oběžnou dobou 2,4 dne. TRAPPIST-1d, třetí v pořadí, je od hvězdy vzdálená 0,021 AU a při prvních měřeních byla data o této planetě nejasná, a proto Gillon a jeho kolektiv žádali další observatoře o potvrzení (mezi dubnem a květnem 2016) - pozorování komplikovala další tělesa systému. Tato exoplaneta je rozměrově menší než Země, dosahuje pouze 0,77 zemského poloměru a je i méně hmotná (40 % hmotnosti Země). Hvězdu oběhne jednou za 4 dny. Tyto tři planety jsou podle závěrů NASA a belgické skupiny astronomů z února 2017 před obyvatelnou zónou, příliš blízko hvězdě.

Naproti tomu následující tři tělesa, TRAPPIST-1e, f a g, se nacházejí v obyvatelné zóně. E je planeta ve vzdálenosti 0,028 AU od centrální hvězdy, její poloměr je 0,92 poloměru Země, hustota a hmotnost byly určeny jako nižší, podobných hodnot jako u tělesa b. Oběžná doba planety e je 6,1 dne. Planeta f se nachází ve vzdálenosti 0,037 AU a je nepatrně větší než Země (1,045 R_🜨), ovšem rovněž s nižší hmotností. Hvězdu oběhne za 9,2 dne. Planety e a f byly zaznamenány již při prvním pozorování na podzim a v zimě 2016, nejprve v říjnu samostatně a posléze při trojím transitu společně s tělesem c, ani jednou však nebyly popsány. Planeta g obíhá po dráze o poloose 0,045 AU a hvězdu oběhne za 12,3 dne. Je považována za největší planetu soustavy s poloměrem 1,127 Země a hmotností 1,34 Země (ovšem s vysokou nejistotou). Planeta TRAPPIST-1g byla poprvé pozorována rovněž při prvním sledování v roce 2016, kdy byla mylně zaměněna za těleso d. U všech těchto tří planet se předpokládá možnost výskytu kapalné vody.

Poslední, sedmou planetou soustavy je TRAPPIST-1h obíhající ve vzdálenosti 0,063 AU s periodou 20 dní. Předpokládaná velikost je menší (0,755 R_🜨) než Země. Těleso se nachází až za obyvatelnou zónou a vědci počítají s možností, že jde o zmrzlý svět^[3] (popsaný jako sněhová koule). ^[1][4]

Parametry planet hvězdy TRAPPIST-1^[1][11]

Planeta	Velká poloosa (10−3 AU)	Poloměr (R🜨)	Hmotnost (M🜨)	Hustota (ρ🜨)	Oběžná doba (dny)	Excentricita dráhy	Sklon dráhy (°)
TRAPPIST-1b	11,54	1,121 ±0,032	1,017 ±0,154	0,726	1,510 876 37 ±0,000 000 39	0,006 22	89,56 ±0,23
TRAPPIST-1c	15,81	1,095 ±0,031	1,156 ±0,142	0,883	2,421 807 46 ±0,000 000 91	0,006 54	89,70 ±0,18
TRAPPIST-1d	22,28	0,784 ±0,023	0,297 ±0,039	0,616	4,049 959 ±0,000 078	0,008 37	89,89 ±0,15
TRAPPIST-1e	29,28	0,910 ±0,027	0,772 ±0,079	1,024	6,099 043 ±0,000 015	0,005 10	89,736 ±0,066
TRAPPIST-1f	38,53	1,046 ±0,030	0,934 ±0,080	0,816	9,205 585 ±0,000 016	0,010 07	89,719 ±0,039
TRAPPIST-1g	46,87	1,148 ±0,033	1,148 ±0,098	0,759	12,354 473 ±0,000 018	0,002 08	89,721 ±0,026
TRAPPIST-1h	61,93	0,773 ±0,027	0,331 ±0,056	0,719	18,767 953 ±0,000 080	0,005 67	89,796 ±0,023

Odkazy

Poznámky

1. Viditelný zářivý výkon lze spočítat ze vztahu ${\displaystyle \scriptstyle {\frac {L_{V_{\ast }}}{L_{V_{\odot }}}}=10^{0.4\left(M_{V_{\odot }}-M_{V_{\ast }}\right)}}$, kde ${\displaystyle \scriptstyle M_{V_{\ast }}=18.4}$ je absolutní hvězdná velikost TRAPPIST-1 a ${\displaystyle \scriptstyle M_{V_{\odot }}=4.83}$ je hvězdná velikost Slunce.

Reference

1. GILLON, Amaury Triaud Michael. TRAPPIST-1. www.trappist.one [online]. [cit. 2017-02-22]. Dostupné online.
2. COSTA, Edgardo; MENDÉZ, René A.; JAO, W.-C.; HENRY, Todd J.; SUBSAVAGE, John P.; IANNA, Philip A. THE SOLAR NEIGHBORHOOD. XVI. PARALLAXES FROM CTIOPI: FINAL RESULTS FROM THE 1.5 m TELESCOPE PROGRAM. S. 1234 – 1247 (1236). The Astronomical Journal [online]. Září 2006 [cit. 2017-02-22]. Roč. 132, čís. 3, s. 1234 – 1247 (1236). Dále jen jako Costa a kol.. Dostupné online. DOI 10.1086/505706. (anglicky)
3. NORTHON, Karen. NASA Telescope Reveals Record-Breaking Exoplanet Discovery. NASA. 2017-02-22. Dostupné online [cit. 2017-02-23]. (anglicky)
4. GILLON, Amaury Triaud Michael. TRAPPIST-1. www.trappist.one [online]. [cit. 2017-02-23]. Dostupné online.
5. GILLON, Michaël; JEHIN, Emmanuël; LEDERER, Susan M. Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star. Nature. Roč. 533, čís. 7602, s. 221–224. Dostupné online. DOI 10.1038/nature17448. PMID 27135924.
6. Gillon, Nature, květen 2016, str. 2
7. Martínek F.: Planetární systém TRAPPIST-1 je starší než Sluneční soustava
8. Costa a kol., str. 1240
9. GILLON, Amaury Triaud Michael. TRAPPIST-1. www.trappist.one [online]. [cit. 2017-02-23]. Dostupné online.
10. Wonderful potentially habitable worlds around TRAPPIST-1. www.planetary.org [online]. [cit. 2017-02-23]. Dostupné online. (anglicky)
11. GILLON, Michaël; TRIAUD, Amaury H. M. J.; DEMORY, Brice-Olivier. Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1. Nature. Roč. 542, čís. 7642, s. 456–460. Dostupné též na eso.org, dále jen Gillon, Nature, únor 2017. Dostupné online. DOI 10.1038/nature21360.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu TRAPPIST-1 na Wikimedia Commons

Portály: Astronomie | Planetární vědy