TRAPPIST-1

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TRAPPIST-1
PIA21429 - Transit Illustration of TRAPPIST-1.jpg
Immagine artistica di TRAPPIST-1 e dei suoi sette pianeti.
Classe spettraleM8 D[1]
Distanza dal Sole(39,5 ± 1.3) a.l.[2]
Coordinate
(all'epoca J2000[1])
Ascensione retta23h 06m 29,283s[1]
Declinazione−05° 02′ 28,59″[1]
Parametri orbitali
Sistema planetario7
Dati fisici
Raggio medio(0,117 ± 0,006) [2] R
Massa
(0,08 ± 0,009) M
(84 ± 9) MJ[2]
Temperatura
superficiale
2550 K (media)
Metallicità110% rispetto al Sole[2]
Età stimata500 milioni di anni[2]
Dati osservativi
Magnitudine app.18,80[2]
Magnitudine ass.18,4
Parallasse82,58 mas[1]
Moto proprioAR: 922,1 mas/anno
Dec: −471,9 mas/anno[1]
Velocità radiale−56,3 km/s[1]
Nomenclature alternative
2MASS J23062928-0502285, 2MASSI J2306292-050227, 2MASSW J2306292-050227, 2MUCD 12171

Coordinate: Carta celeste 23h 06m 29.283s, -05° 02′ 28.59″

TRAPPIST-1, nota anche come 2MASS J23062928-0502285,[1] è una stella nana rossa ultrafredda di classe spettrale M8, distante 39,5 anni luce dal sistema solare, osservabile nella costellazione dell'Aquario. Attraverso studi resi noti nel maggio 2016 e nel febbraio 2017 è stata annunciata la scoperta, tramite il metodo del transito, di sette esopianeti di dimensioni terrestri orbitanti attorno ad essa.[3][4][5]

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

TRAPPIST-1 è una piccola nana rossa che ha l'8% della massa del Sole, appena al di sopra del limite che le consente di innescare la fusione dell'idrogeno da convertire in elio al suo interno. La sua temperatura effettiva è di appena 2550 K, rispetto ai 5778 del Sole e il suo raggio è del 12% rispetto a quello solare. Con un'età attorno al mezzo miliardo di anni si tratta di una stella relativamente giovane, tuttavia data la piccola massa vivrà molto più a lungo di una stella di tipo solare (10 miliardi di anni), rimanendo in sequenza principale anche per oltre un bilione di anni.[6]

Scoperta[modifica | modifica wikitesto]

Cercle rouge 100%.svg
Aquarius IAU.svg
Posizione di TRAPPIST-1 nella costellazione dell'Aquario.

La stella venne osservata per la prima volta nel 1999 da John Gizis dell'Università del Delaware nell'ambito del programma di ricerca 2MASS ricevendo la denominazione del catalogo 2MASS.[7]

Sistema planetario[modifica | modifica wikitesto]

Illustrazione artistica che mostra i pianeti di TRAPPIST-1 confrontati coi pianeti rocciosi del sistema solare interno. (Credit: NASA/JPL-Caltech)
Immagine artistica del sistema di TRAPPIST-1 apparso su Nature il 23 febbraio 2017: i pianeti più esterni potrebbero avere notevoli quantità di ghiacci, come rappresentato nell'immagine.

Nel 2015 un gruppo di astronomi, guidati da Michaël Gillon dell'Institut d'Astrophysique et de Géophysique presso l'Università di Liegi in Belgio,[8] ha scoperto con il telescopio TRAPPIST dell'Osservatorio di La Silla, nel deserto di Atacama in Cile, tre esopianeti utilizzando il metodo fotometrico dei transiti. Il gruppo ha effettuato le osservazioni da settembre a dicembre 2015, e pubblicato i risultati a maggio 2016.[3][9]

Il 22 febbraio 2017 la NASA ha annunciato di aver scoperto altri 4 esopianeti attorno alla stella grazie al telescopio spaziale infrarosso Spitzer, portando a 7 il numero totale dei pianeti del sistema,[4] di cui almeno tre (e, f, g) si trovano nella zona abitabile.[5] La configurazione planetaria di TRAPPIST-1 suggerisce che questi pianeti si siano formati in altre regioni del sistema, più lontani alla stella madre, e che solo successivamente siano migrati verso l'interno.[10] Uno studio canadese pubblicato[11] a maggio 2017 ha evidenziato una forte catena di risonanze orbitali che contribuisce a mantenere il sistema estremamente stabile.[12]

Abitabilità dei pianeti[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Abitabilità dei sistemi planetari delle nane rosse.

Come per la maggior parte dei pianeti situati nella zona abitabile di stelle nane rosse, essi sono probabilmente in rotazione sincrona, e hanno probabilmente enormi differenze di temperatura tra la faccia permanentemente illuminata (dayside) e quella permanentemente scura (nightside); per questa ragione potrebbero essere presenti dei venti molto forti intorno ai rispettivi pianeti e in tal modo la vita nelle regioni più esposte (e parimenti meno esposte) all'illuminazione della stella sarebbe praticamente impossibile, rendendo dunque i posti migliori per la vita vicino alle regioni crepuscolari, interposti tra le due facce. Inoltre un altro aspetto negativo per la presenza di vita è la variabilità intrinseca delle nane rosse, spesso soggette a brillamenti molto più violenti rispetto alle stelle di classe G come il Sole, in grado anche di spazzar via l'atmosfera di pianeti posti a così breve distanza.[13]

Le prime stime del Planetary Habitability Laboratory dell'Università di Porto Rico ad Arecibo, indicano per TRAPPIST-1 d un indice di similarità terrestre pari a 0,90, il più alto in assoluto tra i pianeti extrasolari, superando Kepler-438 b (0,88) e Proxima Centauri b (0,87). La temperatura di equilibrio del pianeta d però non tiene conto dell'effetto serra prodotto da un'eventuale atmosfera, è stimata essere di 264 K (-9 °C), assumendo un'albedo come quello della Terra (0,3). Anche il pianeta e ha un ESI elevato (0,86), con una temperatura di equilibrio attorno ai 230 K, mentre le temperature dei pianeti f e g sono state stimate rispettivamente di 200 e 182 K.[14]

Il gruppo di Michaël Gillon, autore degli studi, suggerisce che i pianeti b, c e anche d (nonostante l'alto ESI), potrebbero aver sviluppato un effetto serra incontrollato, come è avvenuto nel sistema solare per Venere, che nonostante abbia una temperatura di equilibrio simile a quella terrestre,[15] ha in realtà una temperatura superficiale di oltre 400 °C, a causa della densa atmosfera che non permette al calore che riceve dal Sole di disperdersi nello spazio.

Gli stessi autori suggeriscono che i pianeti e, f e g siano i migliori candidati in questo sistema per ospitare oceani di acqua allo stato liquido.[4] I parametri orbitali del pianeta h non sono noti con precisione, tuttavia dovrebbe ricevere solo il 13% della radiazione che riceve la Terra dal Sole, ed è probabile che abbia una temperatura troppo bassa per consentire la vita, anche se non è escluso che un eventuale riscaldamento interno dovuto al blocco mareale possa innalzare la temperatura al punto di fusione dell'acqua.[4]

Uno studio del 2017 pubblicato nel gennaio 2018 utilizzando osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Spitzer ha aggiornato i parametri orbitali e i raggi dei sette pianeti entro margini d'errore molto bassi. Oltre ai parametri planetari il gruppo di scienziati ha trovato anche prove di una grande e calda atmosfera attorno al pianeta più interno.[16]

Un altro studio[17] ha elaborato dei modelli basati sulla bassa densità dei pianeti del sistema, densità spesso associata ad un'abbondanza di gas atmosferici. Poiché i pianeti sarebbero troppo piccoli per trattenere una quantità tale di gas da giustificare il deficit di densità, dal supporto dei dati disponibili insieme all'analisi chimica della stella ne è derivato che i pianeti interni (b e c) sarebbero composti per il 15% della loro massa di acqua ed i pianeti esterni (f e g) per più del 50% della propria massa.[18]

Nel febbraio 2018 invece analizzando la variazione dei tempi di transito (TTV, dall'inglese Transit-timing variation), un gruppo internazionale di scienziati guidato da Simon Grimm ha stimato densità e massa dei pianeti con minimi margini d'errore. Essi suggeriscono che il pianeta più interno, b, sia di natura rocciosa e abbia un'atmosfera più spessa di quella terrestre, con un possibile effetto serra che innalzerebbe ancor più la sua temperatura, già elevata a causa della vicinanza con la stella. Il pianeta c invece avrebbe un'atmosfera meno spessa nonostante anch'esso sia completamente roccioso, mentre la massa del pianeta d è solo di un terzo rispetto a quella terrestre e potrebbe avere un'enorme quantità d'acqua in superficie sotto forma di oceani. Gli stessi autori suggeriscono che il pianeta e, il più denso, sia per dimensioni, composizione e flusso radiante che riceve il più simile alla Terra. I pianeti f, g e h sono invece relativamente più distanti dalla stella e l'acqua presente potrebbe essere congelata in superficie, con una sottile atmosfera che probabilmente non contiene le molecole pesanti presenti nell'atmosfera terrestre, come l'anidride carbonica. Per i pianeti c, d, e ed f è stata anche esclusa un'atmosfera ricca di elementi volatili quali idrogeno ed elio, ipotesi da non scartare per il pianeta g, sul quale però non esistono ancora dati sufficienti.[19][20]

Prospetto del sistema[19][16][21][modifica | modifica wikitesto]

PianetaMassaRaggioDensitàPeriodo orb.Sem. maggioreIncl. orbita
b1,017 M1,121 R3,98 g/cm³1,51 giorni0,0116 UA89,56 ± 0,23°
c1,156 M1,095 R4,86 g/cm³2,42 giorni0,0158 UA89,7 ± 0,18°
d0,297 M0,77 R3,40 g/cm³4,05 giorni0,0223 UA89,87 ± 0,1°
e0,772 M0,91 R5,65 g/cm³6,10 giorni0,029 UA89,736°
f0,934 M1,046 R4,50 g/cm³9,21 giorni0,039 UA89,719°
g1,148 M1,148 R4,19 g/cm³12,35 giorni0,047 UA89,721°
h0,331 M0,773 R3,95 g/cm³18,77 giorni0,062 UA89,796°
TRAPPIST-1 navbox.jpg
rappresentazione schematica del sistema

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d e f g h 2MASS J23062928-0502285 -- Brown Dwarf (M<0.08solMass), SIMBAD. URL consultato il 2 maggio 2016.
  2. ^ a b c d e f Planet TRAPPIST-1 b, in Enciclopedia dei pianeti extrasolari.
  3. ^ a b Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star, Nature. URL consultato il 3 maggio 2016.
  4. ^ a b c d Michaël Gillon et al., Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1 (PDF), vol. 542, 23 febbraio 2017, pp. 456–460, DOI:10.1038/nature21360.
  5. ^ a b NASA Telescope Reveals Largest Batch of Earth-Size, Habitable-Zone Planets Around Single Star, su nasa.gov, 22 febbraio 2017. URL consultato il 22 febbraio 2017.
  6. ^ Michael Richmond, Late stages of evolution for low-mass stars, Rochester Institute of Technology, 10 novembre 2004. URL consultato il 19 settembre 2007.
  7. ^ (EN) Tracey Bryant, Celestial connection, UDaily, 22 febbraio 2017. URL consultato il 26 febbraio 2017.
  8. ^ The AGO Department, Università di Liegi. URL consultato il 2 maggio 2016.
  9. ^ Could these newly-discovered planets orbiting an ultracool dwarf host life?, The Guardian. URL consultato il 3 maggio 2016.
  10. ^ Sette pianeti per Trappist-1, INAF, 22 febbraio 2017.
  11. ^ Daniel Tamayo, Hanno Rein, Cristobal Petrovich, Norman Murray, Convergent Migration Renders TRAPPIST-1 Long-lived, in The Astrophysical Journal Letters.
  12. ^ Concerto grosso per trappist 1, su media.inaf.it.
  13. ^ (EN) Vladimir S. Airapetian, Alex Glocer, George V. Khazanov, R. O. P. Loyd, Kevin France, Jan Sojka, William C. Danchi e Michael W. Liemohn, How Hospitable Are Space Weather Affected Habitable Zones? The Role of Ion Escape, in The Astrophysical Journal Letters, vol. 836, nº 1, 1º gennaio 2017, pp. L3, DOI:10.3847/2041-8213/836/1/L3, ISSN 2041-8205 (WC · ACNP).
  14. ^ Potentially Habitable Exoplanets, su phl.upr.edu, Università di Porto Rico.
  15. ^ Equilibrium Temperatures of Planets, burro.astr.cwru.edu.
  16. ^ a b Laetitia Delrez et al., Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with Spitzer (PDF), in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 475, nº 3, pp. 3577–3597, Bibcode:2018MNRAS.475.3577D, DOI:10.1093/mnras/sty051.
  17. ^ (EN) Cayman T. Unterborn, Steven J. Desch, Natalie R. Hinkel & Alejandro Lorenzo, Inward migration of the TRAPPIST-1 planets as inferred from their water-rich compositions, in Nature Astronomy, 19 marzo 2018, DOI:10.1038/s41550-018-0411-6.
  18. ^ media.inaf.it (a cura di), I pianeti di Trappist-1: leggeri e pieni di acqua, su media.inaf.it, 21 marzo 2018.
  19. ^ a b Simon Grimm et al., The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets (PDF), in Astronomy & Astrophysics, 5 febbraio 2018.
  20. ^ New clues to compositions of TRAPPIST-1 planets, NASA, 5 febbraio 2018.
  21. ^ TRAPPIST-1 Statistics Table, su spitzer.caltech.edu, 22 febbraio 2017. URL consultato il 22 febbraio 2017.

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