Gibt es einen Gasriesen, der TRAPPIST-1 umkreist?

18

Ich würde gerne wissen, ob Astronomen neben diesen Planeten einen Gasplaneten wie Jupiter in diesem System entdeckt haben und ob auf diesen Planeten ein Leben ohne einen Kometenschutz existieren könnte, wie es Jupiter für die Erde tut.

Jean Paul
quelle
Die dedizierte Site für dieses System ist trappist.one
MiscellaneousUser

Antworten:

19

Es wurde kein solcher Planet als entdeckt gemeldet. Das Papier zeigt nur Beweise für die 7 (wirklich 6, weil die 7. nicht mit nur 1 Beobachtung offiziell bestätigt werden kann) terrestrische Planeten und macht keinen Fall für andere Planeten. Das Papier zeigt nicht an, dass weitere Planeten existieren könnten, bemerkt jedoch, dass einige ihrer Daten große Fehlerbalken aufweisen, die Raum für Unsicherheiten lassen.

Letztendlich denke ich, dass wir einen in diesem System existierenden Gasriesen aus ein paar Gründen kreuzen können.

  • Wir sehen keine Abweichungen beim Transit-Timing aufgrund eines Gasriesen. Ein Gasriese würde merkliche Gravitationseinflüsse auf die inneren 7 Planeten haben und wir würden diesen Einfluss durch die kleinen Variationen in den Umlaufzeiten der inneren Planeten sehen. Die Autoren der Arbeit sahen zwar Variationen des Transit-Timings, konnten jedoch alle Variationen nur aufgrund der Gravitationseinflüsse der sieben Planeten erklären. Sie mussten sich nie auf einen 8. unsichtbaren Planeten berufen, um zu erklären, was sie sagten.
  • Wir beobachten einen solchen (leicht erkennbaren) Transit nicht. Es gibt nur zwei Gründe, warum wir den Transit dieses Planeten nicht sehen würden. Entweder umkreist der Gasriese in einer anderen Ebene als der Rest der Planeten (die alle bemerkenswert nahe an derselben Ebene liegen, wie die Autoren betonten), oder die Umlaufzeit ist so lang, dass sie von keiner erfasst wurde der vorangegangenen Beobachtungen (die sich über mehrere Jahre erstrecken). Keine der beiden Situationen scheint wahrscheinlich aufzutreten.
  • Die Masse des Zentralsterns beträgt nur 8% der Sonnenmasse. Kleinere Sterne neigen dazu, kleinere Planeten zu bilden. Es ist wirklich schwierig für Gasriesen, sich um kleine Sterne zu bilden, hauptsächlich aufgrund von Materialmangel. Nach unserem Verständnis der Planetenbildung ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Gasriese überhaupt um diesen Stern herum bilden kann, sehr gering.

Nur eine fortgesetzte Beobachtung kann uns davon überzeugen, dass es keinen Gasriesen gibt.

Könnte es auf diesen Planeten ein Leben ohne Kometenschutz geben, wie es Jupiter für die Erde tut?

Das ist eine gute Frage. Ich denke die Antwort ist, wir können nicht sicher sein. Jupiter leistet großartige Arbeit, indem er Kometen hütet und die Erde schützt. Möglicherweise gibt es in diesem System viele Kometen, die ständig die Planeten bombardieren. Dies ist jedoch nur ein kleiner Teil des Puzzles. Unser Mond hat eine phänomenale Aufgabe darin, uns zu beschützen.

Ich denke, wenn es um diese Planeten geht, ist Ihr Hauptanliegen, ob Leben existieren kann oder nicht, der zentrale Stern. Es ist ein massearmer, ultrakühler Zwergstern. Diese Sterne neigen dazu, sehr flüchtig zu sein, viel mehr als unsere im Allgemeinen ruhende Sonne. Dies bedeutet, dass diese Planeten wahrscheinlich viel mehr Strahlung erhalten und von viel mehr Sonnenstürmen getroffen werden als wir. Darüber hinaus sind diese Planeten so nah an TRAPPIST-1, dass sie alle in Ordnung sind - ein Gesicht ist immer dem Stern zugewandt und eines ist immer weg. Dies könnte eine Seite unwirtlich heiß und die andere unwirtlich kalt machen. Das Klima / Wetter auf einem solchen Planeten wäre wahrscheinlich für das Leben ungeeignet (aber wer weiß das schon). Die Gezeitenblockierung könnte jedoch möglicherweise gut sein, da sie bedeutet, dass im Allgemeinen nur die nach außen gerichtete Seite von Kometen getroffen wird.

Zephyr
quelle
Ich habe gerade erst Ihre Antwort gelesen. Netter Post.
HDE 226868
1
Von Ihren drei Aufzählungspunkten halte ich nur den dritten für vollständig gültig. Transit-Timing-Variationen werden verstärkt, wenn sich Planeten in einer Orbitalresonanz befinden, wie dies bei den TRAPPIST-1-Planeten der Fall ist. Daher ist es möglicherweise nicht überraschend, die gegenseitigen TTVs zu erkennen, jedoch kein TTV aufgrund eines Gasriesen (falls vorhanden) kurze Beobachtungsdauer (~ 20 Tage auf Spitzer). Zum zweiten können selbst kleine gegenseitige Neigungen (in der Größenordnung dessen, was wir im Sonnensystem sehen) dazu führen, dass im Grunde genommen koplanare Planeten nicht alle durchlaufen.
NeutronStar
2
"Andernfalls ist die Umlaufzeit so lang, dass sie von keiner der vorherigen Beobachtungen (die mehrere Jahre umfassen) erfasst wurde." Die Umlaufzeit von Jupiter beträgt 11 Jahre und die von Neptun 168. Warum halten Sie dies für unwahrscheinlich?
Jess Riedel
@JessRiedel Sie haben sich diesen Stern seit 2013 angesehen, also haben sie mindestens ein paar Jahre an (intermittierenden) Daten. Planetenbahnabstände (und damit Bahnperioden) skalieren mit der Sternmasse. Da dieses System so klein ist, wäre jeder Gasriese viel näher und hätte daher einen relativ kurzen Zeitraum, der wahrscheinlich in dem Zeitraum erfasst würde, für den wir Daten haben. Was ich setze auf, und es gibt keine Beweise dafür , dies zu unterstützen , ist, dass alle Gasriesen einen sehr kurzen Zeitraum in der Größenordnung von einem Jahr haben oder weniger (die am weitesten entfernten Planetenbahnen auf 20 Tagen) , so dass es sollte gefangen wurde in der 3-Jahres-Datensatz.
Zephyr
1
Hier ist der Artikel, auf den ich mich bezog: theverge.com/2017/22/14674088/… Er zitiert "Amaury Triaud, einen Exoplaneten am Kavli Institute der Universität Cambridge und einen Studienautor": "Aber Triaud behauptet TRAPPIST -1 ist ein ziemlich ruhiger roter Zwerg, was bedeutet, dass er nicht sehr oft Sonneneruptionen aussendet. "
DCShannon
5

Wie das Papier über die ersten drei Planeten, die rund um die Sternenstaaten entdeckt wurden, zeigt, obwohl die Massen der Planeten noch nicht unter strengen Auflagen stehen,

Die Ergebnisse planetarischer thermischer Evolutionsmodelle - und die intensive Emission extremer ultravioletter Strahlung (1–1.000 Å) von massearmen Sternen18 während ihres frühen Lebens - machen es unwahrscheinlich, dass solche kleinen Planeten dicke Hüllen aus Wasserstoff- und / oder Heliumgasen aufweisen.

Es gibt keine Beweise für Planeten jenseits von TRAPPIST-1h.

Die Evolutionsgeschichte des Systems ist unklar. Es wird angenommen, dass Sterne wie TRAPPIST-1 - als "ultracoole Zwerge" bezeichnet - felsige Planeten um sich haben könnten, aber sie müssten sich jenseits der Frostgrenze in der Region gebildet haben , in der flüchtige Stoffe existieren. Sie wären dann nach innen gewandert und in Orbitalresonanzen gefallen . Jeder mutmaßliche Gasriese müsste eine Orbitalgeschichte haben, die mit einer solchen Entwicklung übereinstimmt.

Astronomen haben keine anderen Objekte im System beobachtet - Exomoons oder Exokometen eingeschlossen -, daher wissen wir nicht genau, welche kleinen Körper im System existieren und wie sie sich auf das Leben auf den Planeten auswirken können.


Das Team verwendete die Transit-Timing-Variation (TTV) -Methode, um die Planeten zu erkennen. Im Wesentlichen sucht es nach Störungen in Durchgängen von Planeten, um herauszufinden, ob es andere Planeten im System gibt. Anschließend können Modelle erstellt werden, die versuchen, die Ergebnisse zu reproduzieren. Sie fanden, dass ein 6-Planeten-Modell mit den Daten für 6 Planeten; Der siebte Planet - mit wenig eingeschränkten Daten - kann immer noch konsistent einbezogen werden.

Es gibt jedoch Instabilitätsprobleme. In über einer Million Jahren stellten sie fest, dass das System mit 25% Wahrscheinlichkeit instabil ist. Über eine Milliarde Jahre gibt es nur eine 8,1% ige Chance, dass es ohne oder mit geringen Veränderungen überlebt. Mit anderen Worten, das System ist über lange Zeiträume nicht besonders stabil, und es bleibt abzuwarten, wie ein Gasriese das beeinflussen könnte.

Wenn es einen Gasriesen gibt, könnte er mit den Planeten interagieren und das System weiter verwüsten, was bedeutet, dass es schwierig gewesen wäre, selbst 500 Millionen Jahre, das Alter des Systems, zu überleben. Hinzu kommt, dass sich die Planeten wahrscheinlich jenseits der Frostgrenze gebildet haben und sich somit in der Nähe des Ortes befunden haben, an dem sich der Gasriese gebildet hat, und Sie haben ein Rezept für eine Katastrophe.

Die Autoren stellen jedoch fest, dass viele Umlaufbahnparameter und -massen nur unzureichend eingeschränkt sind und es möglich ist , dass ein oder mehrere zusätzliche Planeten das System stabilisieren. Sie haben jedoch nichts anderes gesehen, was beunruhigend ist - und ein Gasriese hätte eine gute Chance, über die TTV-Methode aufzutauchen.

HDE 226868
quelle
Sollte es nicht auch einfacher sein, einen Gasriesen zu bemerken, da TRAPPIST-1 dadurch mehr wackeln würde?
angerufen2voyage
@ called2voyage Gab es RV-Daten zu diesem Stern? Die Arbeit befasst sich nur mit photometrischen Beobachtungen.
Zephyr
@ called2voyage Wenn es nah umkreist, dann vielleicht vor allem angesichts dessen, wie massearm TRAPPIST-1 ist. Es sind jedoch weitere Beobachtungen erforderlich.
HDE 226868
@zephyr Ah, das stimmt. Es war wahrscheinlich kein Ziel für Wohnmobile.
angerufen2voyage
@zephyr Ein Kommentar hier behauptet, dass es nicht genug weißes Licht abgibt , um RV-Messungen durchzuführen.
angerufen2voyage