TRAPPIST-1 （2MASS J23062928−0502285 またはSPECULOOS-1 としても知られる）は、7つの惑星が知られている 赤色矮星 [ c ] みずがめ 座に位置し、 地球 から約40.66 光年 （12.47 pc ） 離れている。超低温矮星 であり、表面温度は約2,566 K （2,290 °C 、4,160 °F ） である。半径は木星 よりわずかに大きく、質量は太陽 の約9%である。推定年齢は76億年であり、太陽系 よりも古い。この星の発見は2000年に初めて発表された。
2016年にチリのラ・シヤ天文台にある TRAPPIST -South（トランジット惑星・微惑星小型望遠鏡プロジェクト）およびその他の望遠鏡による観測により、TRAPPIST-1の周囲を公転する2つの地球型惑星 が発見されました。2017年には、最初の観測のさらなる分析により、さらに5つの地球型惑星が特定されました。これら7つの惑星は、円軌道で恒星の周りを1.5日から19日かけて公転しています。これらはすべてTRAPPIST-1に潮汐 固定されている と考えられており、各惑星は片側が永久に昼、もう片側が永久に夜であると考えられています。これらの惑星の質量は地球と同程度で、すべて同じ平面上に位置しています。地球から見ると、これらの惑星は恒星の前を通過します。この配置により、惑星を検出することができました。惑星が恒星の前を通過すると、恒星の見かけの明るさが 暗くなるためです。
d e f g TRAPPIST-1b の観測では大気の存在は否定されている。TRAPPIST-1からの放射線放出がそのような大気の存在を可能にするかどうかは不明である。これらの惑星は密度が低く、大量の揮発性物質 で構成されている可能性がある。いくつかの惑星が居住可能である可能性から、この系は研究者の関心を集め、大衆文化にも登場している。
発見 TRAPPIST-1として知られる恒星は、1999年に天文学者のジョン・ギジスと同僚が近傍の超低温矮星の 調査 中に発見した。に現れた。発見の発表は2000年に行われた。 TRAPPIST-1は、この恒星の周りの最初の2つの系外惑星 を発見したTRAPPIST （トランジット惑星および微惑星小型望遠鏡プロジェクト）[ d ]
その惑星系は、ベルギーの天文学者ミカエル・ジロン氏 が率いるリエージュ大学 [ チームが、2016年にチリのラ・シヤ天文台 でTRAPPIST望遠鏡を用いて行った観測中に発見した。この発見は、2015年に望遠鏡で測定された光度曲線 [ e ] スピッツァー宇宙望遠鏡 と、モロッコのウカイメデン天文台にある地上望遠鏡のTRAPPIST-South、TRAPPIST-North、天文台 、スペイン のリバプール望遠鏡 とウィリアムハーシェル望遠鏡であった。
TRAPPIST-1 の観測は、スピッツァー宇宙望遠鏡 の最も重要な研究成果の一つと考えられています。この成果を補完したのは、ヒマラヤ・チャンドラ望遠鏡 、英国赤外線望遠鏡 、超大型望遠鏡 による観測でした。それ以来、研究により、この系には少なくとも 7 つの惑星が存在することが確認され、それらの軌道はスピッツァー望遠鏡とケプラー望遠鏡の測定値を使用して計算されています。 一部のニュース報道では、TRAPPIST-1 惑星の発見をNASA のみに誤って帰属させていましたが、実際には、発見につながった TRAPPIST プロジェクトは、NASA と欧州連合 (EU)の欧州研究会議 の両方から資金提供を受けていました。
惑星系 TRAPPIST-1惑星の軌道と太陽系および木星の衛星の軌道の比較 TRAPPIST-1 には、星からアルファベット順にTRAPPIST-1b 、1c 、1d 、1e 、1f 、1g 、 1h と命名された 7 つの惑星が周回しています[ t ] [ u ]
すべての惑星は水星が 太陽から離れている距離よりも恒星にずっと近く、 TRAPPIST-1bと1cが合のとき の距離は地球と月の間の距離のわずか2倍であるため、 TRAPPIST-1系は非常にコンパクトである。 Kralら （2018）はTRAPPIST-1の周囲に彗星を 検出せず、 Marinoら（2020）は カイパーベルト の証拠を見つけなかったが、 TRAPPIST-1の周囲に太陽系のようなベルトがあったとしても地球から観測できるかどうかは不明である。アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計 による観測では、周星塵 円盤の証拠は見つからなかった。
惑星の軌道の傾斜角は互いに 0.1 度未満であり、[ v ] NASA 系外惑星アーカイブ の中で最も平坦な惑星系です。軌道は非常に円形で、離心率は最小限であり [ w ]
サイズと構成 惑星の半径は、地球の半径の77.5 +1.4 − 1.4+1.5 − 1.3 % の範囲にあると推定されている。 TRAPPIST-1 系の惑星/恒星質量比は、太陽系のガス惑星 の月/惑星比に似ている。
TRAPPIST-1 惑星は、互いに似た組成を持ち、地球の組成にも似ていると予想されています。惑星の推定密度は地球よりも低く 、これは揮発性化学物質 が大量に含まれていることを示唆している可能性があります。[ x ] 密度は純粋なマグネシウムケイ酸塩 組成には低すぎるため、[ y ] 氷の殻の下に埋もれた地下海は 、より低温の惑星で形成されるだろう。密度の不確実性が大きいことを考慮すると、いくつかの組成が考えられる。恒星の光球の特徴は、TRAPPIST-1 の惑星の特性の測定に不正確さをもたらす可能性があり、それらの密度が 8 +20 -7
空と星の光の影響 TRAPPIST-1系の相対的な大きさ、密度[ af ] 内惑星と比較した図 TRAPPIST-1 の放射の大部分は赤外線領域にあるため、惑星の表面には目に見える光はほとんどないかもしれません。この系の共同発見者の 1 つですが、空は地球の日没時の空よりも明るくなることはなく 、満月 の夜よりも少し明るいだけだと述べています。大気の影響を無視すると、照明はオレンジがかった赤色になります。 TRAPPIST-1e の場合、中心星は地球の太陽の 4 倍の大きさで空に見えます。すべての惑星は互いに見ることができ、多くの場合、地球の空にある地球の月よりも大きく見えます。また、それぞれが恒星ではなく惑星として認識できます。それらは空で顕著な逆行運動 をします。 しかし、TRAPPIST-1e、f、gの観測者は皆既日食を 経験することは決してないだろう。[ ag ] が、反射率の高いハイドロハライト 氷の発達はこの効果を打ち消すかもしれない 。同じ量の放射は、太陽のような放射と比較して惑星を暖かくする 。より多くの放射が惑星の上層大気によって下層よりも吸収されるため、大気はより安定し、 対流 しにくくなる。
居住可能区域 太陽系の 居住可能領域 。表示されている惑星表面は推測に基づくものです。TRAPPIST-1のような暗い恒星の場合、ハビタブルゾーン [ ah ] 、 f 、 g [ d 、 e、f [ 82 れる。2017年現在 これは、既知の恒星または恒星系 の居住可能領域内にある惑星の数としては、これまでで最大です。いずれかの惑星に液体の水が存在するかどうかは、アルベド （反射率） 、大気の存在、温室効果 など、他のいくつかの要因に依存します。惑星の大気に関するより詳細な知識がなければ、表面の状態を制約することは困難です。同期回転する惑星は、恒星からの放射が少なすぎると、完全に凍結しない可能性があります。これは、昼側が氷河化 の進行を止めるのに十分なほど加熱される可能性があるためです。液体の水の発生の他の要因には、海洋と植生の存在、地表面の反射特性、大陸と海洋の配置、雲の存在、海氷の 力学などがあります。火山活動の影響により、このシステムの居住可能領域が TRAPPIST-1h まで拡大する可能性がある。外惑星が居住するには寒すぎるとしても、氷に覆われた地下海があり、生命を宿している可能性がある。
強烈な極端紫外線 (XUV) とX 線 放射は、水を 水素と酸素に分解し、惑星から逃げ出すまで上層大気を加熱することができます。これは、放射がより強烈で、すべての惑星の水を沸点まで加熱できた可能性がある、恒星の歴史の初期に特に重要であったと考えられています。 このプロセスは、金星 から水を追い出したと考えられています。 TRAPPIST-1 の場合、運動学 、エネルギー、 および XUV 放射に関するさまざまな仮定に基づくさまざまな研究により、TRAPPIST-1 の惑星が相当量の水を保持している可能性があるかどうかについて、さまざまな結論が出ています。惑星はおそらく主星と同期しているため、存在する水は惑星の夜側に閉じ込められ、大気による熱輸送または潮汐加熱が氷を溶かすほど強烈でない限り、生命を支えることはできません。
月 TRAPPIST-1 系では地球と同程度の大きさの衛星は 検出されておらず、 このような高密度な惑星系ではそのような衛星が存在する可能性は低い。これは、衛星は惑星のロッシュ限界に入った後に惑星の重力によって破壊されるか [ ai ] 、ヒル 半径 から外れると惑星から剥ぎ取られる可能性が高いからである[ ] 潜在的な系外 衛星の宿主の分析には TRAPPIST-1 の惑星が登場するが、少なくとも 1ハッブル時間 の間衛星を宿すことができるハビタブル ゾーンの系外惑星のリストには登場しない。ハッブル時間とは、宇宙の現在の年齢よりわずかに長い時間枠であるの要因にもかかわらず、理論的にはこれらの惑星が衛星を宿す可能性は依然としてある
形成史 TRAPPIST-1 惑星は、おそらく恒星からさらに遠い場所で形成され、内側に移動してきた と考えられますが、現在の位置で形成された可能性もあります。 TRAPPIST-1 惑星の形成に関する最も有力な理論 (Ormel et al. (2017)) によると、水氷線 でのストリーミング不安定性 [ ak ] によって前駆天体 が生じ、それがさらに破片を蓄積して内側に移動し、最終的に惑星を形成したとされています。[ は最初は速く、その後遅くなった可能性があり、潮汐効果が形成過程にさらに影響を与えた可能性があります。破片の分布によって惑星の最終的な質量が制御され、観測結果と一致するように、約 10% の水で構成されることになります。 TRAPPIST-1 のような惑星の共鳴連鎖は、通常、それらを生み出したガス円盤が消散すると不安定になるが、この場合、惑星は共鳴状態を維持した。共鳴は、系の形成時から存在し、惑星が同時に内側に移動したときに維持されたか、あるいは、内側に移動した惑星がガス円盤の外縁に集まり、互いに相互作用したときに後から形成された可能性がある。内側に移動した惑星は、完全に逃げ出すには多すぎる量の水を含んでいるが、現在の位置で形成された惑星は、おそらくすべての水を失うだろう。 Flockら によると、 (2019)によると、最も内側の惑星TRAPPIST-1bの軌道距離は、過去に1桁明るかった恒星の周りを内向きに移動する惑星の予想される半径と一致しており、 、 TRAPPIST-1の磁場によって作られた原始惑星系円盤 の空洞とも一致している。 あるいは、TRAPPIST-1hは現在の位置またはその近くで形成された可能性がある。
系の初期に他の天体や微惑星が存在していた場合、それらの天体が十分に質量が大きければ、TRAPPIST-1 惑星の共鳴が不安定になっただろう。 Raymondら (2021) は、TRAPPIST-1 惑星は 100 万～ 200 万年で形成され、その後はほとんど質量が集積されなかったと結論付けた。これは、惑星への水の供給が遅れる可能性を制限し、また、惑星が周辺 から追加の物質をすべて取り除いたことを示唆している。[ 216 ] イベント がなかったこと(惑星の急速な形成により惑星形成前の物質がすぐに枯渇しただろう) は、惑星形成プロセスが完了した後にのみ、惑星が揮発性物質を保存するのに役立つだろう。
高い放射線、水蒸気大気の温室効果、惑星形成過程からの残留熱の組み合わせにより、TRAPPIST-1 惑星は当初、溶融した表面を持っていた可能性が高い。最終的に表面は冷えてマグマの海が固まるが、TRAPPIST-1b の場合は数十億年から数百万年かかった可能性がある。その後、外側の惑星は水蒸気が凝縮するのに十分なほど冷たくなった。
惑星一覧
トラピスト-1b TRAPPIST-1bは、軌道長半径 が0.0115天文単位（172 万 km ）、公転周期が1.51地球日である。恒星に潮汐固定されている。この惑星はハビタブルゾーン外にあり 、予想される放射照度は地球の4倍以上で、JWSTは輝度温度 を測定した。 508 +26 −27 K。 TRAPPIST-1b は、測定された半径と質量が地球よりわずかに大きいが、密度の推定値から、岩石のみで構成されているわけではないことが示唆される。 TRAPPIST-1bは、黒体温度が124 °C (397 K) であるため、金星と同様の暴走温室効果があった可能性がある。 JWST の観測によると、大気がまったくないか、非常に薄いかのどちらかである。[ am ] 活動による上書きを受けると予想される。 いくつかの気候モデルに基づくと、この惑星は TRAPPIST-1 の恒星風と放射によって乾燥していたであろう。水素が急速に失われ、水素が主成分の大気が失われる可能性がある。[ an ] 表面温度が1,200 °C (1,470 K) にも達する可能性があるため、TRAPPIST-1b はマグマ海洋惑星の 候補となる。
トラピスト-1c NASA 、ESA 、カナダ宇宙庁 、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 によるTRAPPIST-1 cの赤外線測定結果は、かつて想像されていたほど金星に似ていない可能性が高いことを示している。TRAPPIST-1c の軌道長半径は0.0158 AU (236 万 km) で、2.42 地球日ごとに恒星の周りを公転しています。TRAPPIST-1 に十分近いため、潮汐ロックされています。や、温度逆転 のないCO 2 に富む大気の存在は否定されています。無大気の可能性はありますが[ am ] 炭素 含有量が低いことを示唆しています。 TRAPPIST-1cはハビタブルゾーン外にある地球の約2倍の恒星放射を受けているため、暴走温室であるか、または暴走温室であった。いくつかの気候モデルに基づくと、この惑星はTRAPPIST-1の恒星風と放射によって乾燥していたであろう。 TRAPPIST-1cは、表面の特定の環境でのみ水を保持できる可能性がある。 2017年の観測では水素の流出は見られなかったが 、2020年のハッブル宇宙望遠鏡 （HST）による観測では、水素が一定の割合で流出している可能性が示唆された。 × 10 7 g/s
トラピスト-1d TRAPPIST-1d の軌道長半径は0.022 AU (330 万 km) 、公転周期は 4.05 地球日です。火星よりも質量は大きいですが、密度は低くなっています。流体力学の 議論に基づくと、TRAPPIST-1d が潮汐固定されている場合、表面には弱い温度勾配があると予想され、成層圏 の力学は地球とは大きく異なる可能性があります。 いくつかの気候モデルは、この惑星がTRAPPIST-1 の恒星風と放射によって乾燥している可能性がある密度推定値が確認されれば、岩石のみで構成されるほど高密度ではないことを示しています。 TRAPPIST-1d の現在の状態は、自転と雲のフィードバック などの気候要因に依存します。[ ao ]
トラピスト-1e TRAPPIST-1eの軌道長半径は0.029 AU（430 万 km） で、恒星の周りを6.10地球日ごとに公転している 。密度は地球とほぼ同じである 。いくつかの気候モデルに基づくと、この惑星は系内で水を保持している可能性が最も高く、多くの気候状態において液体の水が存在する可能性が最も高い。TRAPPIST-1居住可能大気相互比較（THAI）と呼ばれる専用の気候モデルプロジェクトが開始され、その潜在的な気候状態を研究している 。ライマンアルファ 放射の観測に基づくと、TRAPPIST-1eは水素を × 10 7 g/s
TRAPPIST-1e は、ハビタブル ゾーン内でプロキシマ ケンタウリ b と同程度の位置にあり、プロキシマ ケンタウリ bも地球と同程度の密度を持っています。[ ap ]
トラピスト-1f TRAPPIST-1f の軌道長半径は0.038 AU (570 万 km) で、恒星の周りを 9.21 地球日ごとに公転しています。恒星から遠すぎるため、液体の水は存在できず、代わりに完全に氷河に覆われたスノーボール プラネットである可能性が高く 、地下に海が存在する可能性があります。適量の CO 2 は TRAPPIST-1f を液体の水が存在するのに適した温度まで温める可能性があります。潮汐加熱が集中する場所には、液体の水を含む湖や池が形成される可能性があります。 TRAPPIST-1f は地球のいくつかの海に相当する量の水を保持していた可能性があり、それは惑星の質量の最大半分を占める可能性があります。 したがって、海洋惑星 である可能性があります。[ aq ]
トラピスト1g TRAPPIST-1g は、軌道長半径が0.047 AU (700 万 km) で、12.4 地球日ごとに恒星を公転しています。恒星から遠すぎるため、液体の水は存在せず、代わりにスノーボール プラネットであり、地下に海が存在する可能性があります。中程度の量の CO 2 または放射性崩壊や潮汐加熱による内部熱によって、表面が水の融点以上に温められる可能性があります。 TRAPPIST-1g は、地球のいくつかの海に相当する量の水を保持していた可能性があります。惑星の密度推定値が確認されれば、岩石のみで構成されているほど高密度ではないことを示しています。質量の最大半分が水である可能性があります。
トラピスト-1時間 TRAPPIST-1h の軌道長半径は0.062 AU (930 万 km) で、この系で確認されている惑星の中で最も質量が小さい惑星は、18.9 地球日ごとに恒星を公転しています 。おそらく、液体の水を維持するには恒星から遠すぎるため、スノーボール プラネットである可能性があり 、またはタイタン に似たメタン/窒素の大気を持っている可能性があります。地下に海が存在する可能性があります 。液体の水が存在できるほど TRAPPIST-1h を温めるには、大量の CO 2 、水素、またはメタン、または放射性崩壊と潮汐加熱による内部熱 。TRAPPIST -1h は、地球のいくつかの海に相当する量の水を保持していた可能性があります。
惑星の潜在的な大気 惑星の通過 や恒星光の遮蔽によって、TRAPPIST-1星の明るさが低下する様子を示すグラフ。惑星が大きいほど低下幅は大きくなり、惑星が遠いほど低下幅は長くなります。 TRAPPIST-1の惑星は、大気の存在の可能性についてJWSTによって探査されてきた。 2023年現在 。 2025年現在 分子量 [ au ] [ av ] 2025年現在不明である。 [ aw ] 2 、オゾン、水の検出も可能だが、成分ごとに異なる条件と異なる回数の通過が必要となる。恒星表面のパターンによる大気信号の汚染は、検出の大きな障害となる。透過スペクトル は観測間で大きく変動する。
TRAPPIST-1の惑星の周囲に大気が存在するかどうかは、最初に存在した大気の量、その蒸発速度、隕石の衝突[ ax ] [ ay ]
惑星が TRAPPIST-1 に潮汐固定されている場合、恒星から永久に背を向けている表面は十分に冷えて、夜側のあらゆる大気が凍結する可能性があります。この凍結した大気は、下からの潮汐加熱または地熱 加熱の助けを借りて氷河のような流れで昼側にリサイクルされるか、衝突イベントによってかき混ぜられる可能性があります。これらのプロセスにより、大気が持続する可能性があります。二酸化炭素 (CO2 ) 大気では、二酸化炭素の氷は水の氷よりも密度が高く、水氷の下に埋もれる傾向があります。クラスレート [ az ] と呼ばれるCO2 - 水化合物が形成される可能性があります。さらに複雑なのは、氷の融解と蒸発の間の暴走フィードバックループ の可能性と、温室効果です。
数値モデリング と観測により、TRAPPIST-1惑星の周囲の仮想大気の特性が制約される:
理論計算と観測により、TRAPPIST-1惑星が水素優勢またはヘリウムに 富む大気を持つ可能性は排除されている[294]。外気圏 [ ba ] 、Bourrierら (2017)によるTRAPPIST-1bと1cを除いて、確実には検出されていない。 水が主成分の大気は、いくつかの密度推定によって示唆されているものの、TRAPPIST-1 の周囲の環境、特に恒星の初期段階では不安定であると予想されるため、惑星には存在しない可能性が高い。惑星のスペクトル特性は、雲のない水に富んだ大気を持っていないことを示唆している。 放射線が水を水素と酸素に分解し、水素が軽いため逃げ出すと、酸素が 主成分の大気が形成されることがある。このような大気の存在とその質量は、初期の水の質量、逃げ出した水素によって酸素が大気から引き抜かれるかどうか、惑星の表面の状態によって決まる。部分的に溶融した表面は、大気を除去するのに十分な量の酸素を吸収する可能性がある。TRAPPIST-1 付近でアンモニア やメタン によって形成された大気は、恒星の放射線によって大気を急速に除去するのに十分な速度で破壊されるだろう。アンモニアやメタンが生物によって生成される速度は、そのような大気を維持するために地球よりもかなり大きくなければならない。アンモニアやメタンの光分解による有機 ヘイズ の発生は、放射線による分解から残りの分子を保護する可能性がある。 Ducrotら (2020) は、観測データから、TRAPPIST-1 惑星の周囲にメタンが支配的な大気が存在する可能性は低いと解釈した。窒素が 主成分の大気は、特に内惑星では大気散逸 に関して非常に不安定であるが、CO 2 の存在は蒸発を遅らせる可能性がある。 TRAPPIST-1 惑星が当初地球よりもはるかに多くの窒素を含んでいない限り、そのような大気を保持していた可能性は低い。CO 2 が支配的な大気は、CO 2 が 効果的にエネルギーを放射するため脱出速度に容易に達しないため、ゆっくりと脱出します。しかし、同期回転する惑星では、特に大気中に他のガスがない場合、 CO 2は夜側で凍結する可能性があります。放射線によって引き起こされる CO 2 の分解は、かなりの量の酸素、一酸化炭素 (CO)、 、およびオゾン を生成する可能性があります。 Krissansen-TottonとFortney（2022）による理論モデルでは、内惑星には、もしあるとすれば、酸素とCO 2が豊富な大気がある可能性が高いと示唆している。 惑星に大気がある場合、降水量、その形態、および場所は、山や海の存在と位置、および自転周期によって決定される。居住可能領域にある惑星は、地球の熱帯地域に似た大気循環体制を持ち、温度はほぼ均一であると予想される。温室効果ガスが 外惑星TRAPPIST-1に十分な量蓄積して、惑星を水の融点まで温めることができるかどうかは議論の余地がある。同期回転する惑星では、CO 2は 凍結して夜側に沈殿し、アンモニアとメタンはTRAPPIST-1からのXUV放射によって破壊される可能性がある。二酸化炭素の凍結は、特別な条件が満たされない限り、最も外側の惑星でのみ起こり、他の揮発性物質は凍結しません。
安定性 TRAPPIST-1星の観測された明るさは、大きな変動を示している。グラフには、系外惑星の通過を示す減光が見られる。減光に対応する惑星は、下にひし形のマーカーで示されている。 恒星による極端紫外線（XUV）放射の放出は、惑星の大気の安定性、組成、表面の居住可能性に重要な影響を与える。惑星から大気が継続的に除去される原因となる可能性がある。 XUV放射による大気散逸はガス惑星で観測されている。 M型矮星は大量のXUV放射を放出する。 TRAPPIST-1と太陽はほぼ同じ量のXUV放射を放出し[ bb ] [ bc ] 2 などの他の組成の大気については定量的な研究はほとんど行われていない。
TRAPPIST-1は中程度から高い恒星活動を示しており、[ bd ]
スペクトル型Mの矮星は激しいフレアを発します。 TRAPPIST-1は平均して2日に1回のフレア 、年間約4～6回のスーパーフレア [ be ]を発します。 Samara、Patsourakos、Georgoulis（2021）によると、TRAPPIST-1の惑星はコロナ質量放出 に対して大気を保持できる可能性は低いとのことです。 TRAPPIST-1からの恒星風は、地球の軌道上の太陽の圧力 の1,000倍の圧力を持つ可能性があり、惑星fまでの恒星の惑星の大気を不安定化させる可能性がある。圧力は風を大気の奥深くまで押し込み 、水の損失と大気の蒸発を促進する[ 太陽系における恒星風による脱出は、質量などの惑星の特性とはほぼ無関係であり、代わりに惑星に衝突する恒星風の質量フラックスに比例する[323]。TRAPPIST 。が脱出 を減少させるか増加させるかは不明であるオーム加熱 とは、恒星風によって励起された電流が大気の一部を流れ、それを加熱するプロセスである。このプロセスは、TRAPPIST-1b の上層大気をかなり加熱する可能性があるが、そのほとんどは既に大気から脱出している部分である。 TRAPPIST-1e、f、g の周囲では、XUV 放射による加熱の 5 ～ 15 倍に相当する。熱が効果的に吸収されると、大気を不安定化させる可能性がある。恒星の歴史は、その惑星の大気にも影響を与えます。 TRAPPIST-1は形成直後、前主系列星の状態 にあり、それは数億年から20億年続いた可能性があります。この状態の間、恒星は現在よりもかなり明るく、その強烈な放射は周囲の惑星の大気に影響を与え、アンモニア、CO2、二酸化硫黄、水などの一般的な揮発性物質をすべて蒸発させました。 [ 329 ]この系のすべての惑星は、少なくともその存在期間の一部において、暴走温室 [ bf ]
あり得る人生 TRAPPIST-1 系では生命が存在する可能性があり、その恒星の惑星のいくつかは生命検出の有望なターゲットと考えられています。大気の安定性に基づくと、TRAPPIST-1e は理論的に生命を宿す可能性が最も高い惑星ですが、その確率は地球よりもかなり低いです。さまざまな要因が関係しています。
複数の相互作用により、TRAPPIST-1 惑星には激しい潮汐が発生すると予想されています。海が存在する場合、[ bg ] 生物リズム の進化を促進する。 海を混合し、栄養素を供給および再分配する。地球の赤潮 に似た海洋生物の周期的な増加を刺激する。 TRAPPIST-1 は、地球のような生物圏を維持するのに十分な量の光合成用放射線を生成しない可能性がある。 Mullan と Bais (2018) は、フレアからの放射線が TRAPPIST-1 の光合成能力を高める可能性があると推測したが、 Lingam と Loeb (2019) によると、その能力は依然として小さいだろう。 TRAPPIST-1惑星群は近接しているため、ある惑星から引き剥がされた岩石に包まれた微生物が、岩石の中で生存可能な状態で別の惑星に到達する可能性があり、 が の惑星で発生した場合、惑星間で生命が広がる可能性ある 。 344 ] 恒星からの紫外線放射が多すぎると惑星の表面を殺菌してしまう可能性があるが、少なすぎると生命を生み出す化学物質の形成を妨げてしまう可能性がある恒星からの紫外線放射が少ないためにヒドロキシルラジカル の生成が不十分だと、高等生命にとって有毒な一酸化炭素などのガスが惑星の大気中に蓄積してしまう可能性がある 。可能性としては、TRAPPIST-1からの紫外線放射がたとえTRAPPIST-1の紫外線放射量が多い場合でも、初期の地球 の紫外線放射量よりはるかに大きいとは考えにくいことから、惑星に保護大気がない場合には惑星を殺菌するのに十分な量になる可能性まである 。 2020年現在 エヴリスコープ 望遠鏡による観測では、紫外線フラックスが生命の形成または滅菌に不十分である可能性が示されている。 主星の激しいフレア活動は、近くの惑星の大気を不可逆的かつ著しく変化させる可能性があり、この系の居住可能性に疑問を投げかけた。 恒星活動により、システムの初期段階で初期の貯水池が失われた可能性はあるものの、太陽系後期の激しい衝突のような、その後の水供給イベントによって惑星の水の貯水池が補充される可能性がある。TRAPPIST-1系の外惑星には、太陽系のエンケラドゥスやエウロパのような地下海が存在する可能性がある。化学合成独立栄養 、すなわち非有機還元化合物 に基づく生物の成長[ は、そのような海で生命を維持できる可能性がある。生命の発生に不利である可能性がある。 TRAPPIST-1系の惑星の中には、表面を完全に水没させるのに十分な水を持つものがあるかもしれない。もしそうであれば、風化作用が減少して海洋から リン などの栄養素が失われ、大気中に二酸化炭素が蓄積される可能 性があるため、惑星上での生命の発生の可能性や気候に重要な影響を与えるだろう。 TRAPPIST-1 は、TRAPPIST-1 システムにおける過去または現在の技術の存在を示すテクノシグネチャー の探索に非常に適しています。 2017 年の探索では地球からの信号しか見つかりませんでしたが、 2024 年の探索では何も見つかりませんでしたただし、感度は低いです。 2000 年以内に、地球は TRAPPIST-1 の視点から見て太陽の前を通過するため、TRAPPIST-1 から地球上の生命を検出することが可能になります。
受容と科学的重要性
世間の反応と文化的影響 NASAが作成した架空のTRAPPIST-1e観光ポスター TRAPPIST-1惑星の発見は、世界の主要新聞、ソーシャルメディア、ストリーミングテレビ 、ウェブサイトで広く注目を集めた。 2017年現在 NASAはTwitter で惑星の名前を募集するキャンペーンを開始し、様々な真剣な反応が寄せられたが、惑星の名前は国際天文学連合 によって決定される予定である。 TRAPPIST-1惑星系のダイナミクスは、ティム・パイル の「Trappist Transits」 、Isolationのシングル「Trappist-1 (A Space Anthem)」 、リア・アッシャーのピアノ作品「TRAPPIST-1」 などの音楽で表現されている。TRAPPIST -1からのSOS信号 が発見されたという噂は、ナミビアの高エネルギー立体視システム の研究者によるエイプリル フールのいたずらだった。 2018年、アルド・スパドンは「宇宙から見たTRAPPIST-1惑星系」というタイトルのジクレー （デジタルアート作品）を制作した。 TRAPPIST-1系専用のウェブサイトがドメイン名 www.trappist.one で作成された。
系外惑星はSF作品によく登場します。書籍、漫画、ビデオゲームではTRAPPIST-1系が取り上げられており、最も古いものはスイスの作家ローレンス・スーナー による短編小説「ターミネーター 」で、この系の発見を発表した学術誌に掲載されました。少なくとも1つの会議がTRAPPIST-1を題材としたフィクション作品を表彰するために開催されました。これらの惑星は科学教育コンテストや学校のプロジェクトの基礎として使用され、その表面は芸術的なイメージで描かれています。 TRAPPIST-1のような惑星を仮想現実 シミュレーションの舞台として提供するウェブサイトが存在し、例えばNASAの「Exoplanet Travel Bureau」や「Exoplanets Excursion」などがあります。と TRAPPIST-1 惑星の文化的描写の両方において議論の的となってきた。
科学的重要性 TRAPPIST-1 は科学界から強い関心を集めており、その惑星は太陽系外の惑星の中で最もよく研究されている。その惑星は、恒星との距離が比較的近いこと、恒星のサイズが小さいこと、そして地球から見ると恒星の前を頻繁に通過することから、恒星のハビタブル ゾーン内で最も研究しやすい系外惑星である。宇宙望遠鏡や地上施設による将来の観測により、密度、大気、生命の痕跡などの特性についてさらに理解を深めることができるかもしれない。[ bi ] [ bj ] これらの惑星はM型矮星の居住可能性 の研究のプロトタイプと考えられており、居住可能性研究におけるM型矮星惑星の可能性に科学的な注目を集めました。この恒星は、惑星への植生の影響の可能性、惑星表面から反射した恒星光を使用して惑星上の海を検出する可能性惑星のテラフォーミングの可能性など、さまざまな側面に関する詳細研究の対象 となっています惑星の住人が特定の物理法則 （一般相対性理論 、ケプラーの法則 、万有引力の法則 ）や恒星間旅行 を発見する際に遭遇するであろう困難。
TRAPPIST-1 の発見における EU の資金提供の役割は、EU プロジェクトの重要性の例として挙げられており、モロッコの天文台とサウジアラビアの大学が関与したことは、イスラム 世界とアラブ世界 の科学における役割を示すものとして挙げられています。最初の発見者はアフリカ、ヨーロッパ、北米にまたがる大学に所属しており、 TRAPPIST-1 の発見は、天文台間の協力の重要性の例として考えられています。また、チリの天文台による主要な天文学的発見の 1 つです。
探査 TRAPPIST-1は地球から遠すぎるため、現在の技術や将来予想される技術では人類が到達することはできません。現在のロケットと重力アシスト を使用した宇宙船ミッション設計では、TRAPPIST-1に到達するのに数十万年かかります。光速に近い速度 で移動する理論上の恒星間探査機でさえ、この星に到達するには40年以上かかります。小型のレーザー加速無人探査機を送るという、憶測に基づくブレークスルー・スターショット 計画では、TRAPPIST-1に到達するのに約200年かかります。
注記 ↑ 地球のlog(g)が2.992であることから、TRAPPIST-1の表面重力は地球の約177倍強いこと がわかります 。 ↑ SPECULOOS プロジェクトが使用した恒星の内部名。この惑星系は同プロジェクトが最初に発見した惑星系である。 ↑ 赤色矮星は非常に小さくて冷たい星です。天の川銀河 で最も一般的なタイプの星です。 ↑ TRAPPIST は、近接する低温の恒星の周りの惑星を特定することを目的とした「超低温恒星を食する居住可能な惑星の探索」プロジェクト (SPECULOOS) のプロトタイプとなることを意図した 60 センチメートル (24 インチ) 望遠鏡 [ 12 ] です。 21 [ ] TRAPPISTに 使用され、3,000K (2,730°C; 4,940°F) より低温の恒星に優先的に使用されます。 ↑ 惑星が恒星の前を通過すると、恒星の放射線の一部を吸収し、それは望遠鏡で観測されることがあります。 ↑ 天の赤道は、赤道 を空に投影したものです。 ↑ 視差 測定 に基づくと視差とは、地球の特定の位置における、他の天体に対する天体の位置のことです。これを用いて、地球から天体までの距離を推定することができます。 ↑ 背景の星に対する、空における星の動き。 ↑ スペクトル型は恒星を温度によって分類するために使用され、赤色矮星にはスペクトル型MとKが含まれます。 ↑ 有効温度とは、同じ量の放射線を放出する黒体の温度のことである。 ↑ 光球は恒星の表面にある薄い層で、そこでほとんどの光が生成されます。 ↑ 太陽活動周期とは、太陽の11年周期のことで、その間、太陽活動量は約0.1%変動する。 ↑ ライマンアルファ線 を含む ↑ 主系列星は恒星の寿命の中で最も長い段階で、水素核 融合が行われている。 [ 69 ] ↑ 白斑は光球上の明るい斑点である。 [ 73 ] ↑ フレアは、おそらく数分から数時間続く磁気現象であり、その間、恒星の一部が通常よりも多くの放射線を放出します。 [ 73 ] K (8,730 °C; 15,740 °F) ↑ 比較のために言うと、強力な冷蔵庫用マグネットの磁力は約100ガウス、地球の磁場は 約0.5ガウスです。 ↑ 彩層は恒星の外層である。 [ 73 ] ↑ コロナ質量放出とは、恒星の外側にコロナ物質が噴出することである。 [ 73 ] ↑ 系外惑星は発見順に「b」、「c」などと命名されます。複数の惑星が同時に発見された場合は、公転周期が短い順に命名されます。「TRAPPIST-1a」という用語は恒星自体を指すのに使用されます。 ↑ 1天文単位（AU）は、地球と太陽の間の平均距離です。 ↑ 比較のために言うと、地球の太陽周回軌道は約1.578度傾いている。 [ 104 ] ↑ 内側の2つの惑星の軌道は円形である可能性があり、他の惑星はわずかな離心率を持つ可能性がある。 ↑ 揮発性物質とは、アンモニア、二酸化炭素、メタン、窒素、二酸化硫黄、水など、沸点の低い元素または化合物のことである。 ↑ 岩石惑星のマントルの組成は、一般的にマグネシウムケイ酸塩として近似される。 ↑ ラプラス共鳴とは、木星の周りのガリレオ衛星 エウロパ 、ガニメデ 、イオのように、3つの天体からなる軌道共鳴のことである。 ↑ これにより、惑星の半分は常に恒星の方を向いて永遠の昼となり、もう半分は常に恒星から背を向けて永遠の夜となる。 ↑ 惑星が対称的な球体ではなく、3つの主軸それぞれに異なる半径を持つ場合。 ↑ 脱ガスとは、マントルやマグマからガスが放出され、最終的に大気を形成する現象である。 ↑ 低温火山活動は、通常は液体の水が存在するには寒すぎる惑星の表面に、蒸気や液体の水、または水性流体が噴出するときに発生します。 ↑ 熱水噴出孔は水中にある温泉であり、生命の起源の場所であると考えられている。 ↑ 重力による圧縮 を考慮していない。 ↑ つまり、これらの惑星の視点から見ると、内惑星はTRAPPIST-1の円盤全体を覆うことは決してできない。 ↑ ハビタブルゾーン とは、恒星の周囲で温度が液体の水の存在に適した高温でも低温でもない領域のことです。これは「ゴルディロックス ゾーン」とも呼ばれます。 ↑ ロッシュ限界とは、物体が潮汐によって引き裂かれる距離のことである。 ↑ ヒル半径とは、恒星の重力によって月が引き離されることなく、惑星の重力が月を保持できる最大距離のことである。 ↑ ストリーミング不安定性とは、気体と固体粒子の相互作用によって固体粒子がフィラメント状に凝集するプロセスです。これらのフィラメントは惑星の前駆天体を生み出す可能性があります。 ↑ 国際天文学連合の 基準によれば、太陽系で惑星として認められるには、天体はその周辺をクリアする必要がある。 1 2 TRAPPIST-1bとcは、大気のないトランジットスペクトルがTRAPPIST-1系でどのように見えるかの可能なテンプレートとして使用されており、大気信号と恒星汚染を区別するための重要な尺度である。 ↑ ライマンアルファ 放射線の放出に基づくと、TRAPPIST-1bは水素を以下の速度で失っている可能性がある。× 10 7 g/s ↑ 昼側の雲が星の光を反射することで、TRAPPIST-1d の温度が液体の水が存在できる温度まで下がる可能性がある。 ↑ プロキシマ・ケンタウリb は、太陽系に最も近い恒星 のハビタブルゾーンに位置しています ↑ 海洋は氷に覆われていても、海洋と呼ぶことができる。 ↑ TRAPPIST-1bとの近似的な軌道共鳴 ↑ 内側の惑星との近似的な軌道共鳴 ↑ 測定された表面温度は503 K（230 °C; 446 °F）でした。 ↑ したがって、水素とヘリウムよりも重い元素が大部分を占めている。 ↑ アンモニア 、二酸化炭素 、メタン 、二酸化硫黄 、水は含まれるが、窒素は 含まれない。↑ コンピューターモデリングによると、TRAPPIST-1 b、c、d の周囲に大気が存在しないことは、他の惑星の周囲にも大気がないことを意味するものではない。 Bourrierら (2017) は、 ハッブル宇宙望遠鏡 の紫外線吸収データを、外側の TRAPPIST-1 惑星にはまだ大気があることを示唆するものと解釈した。 ↑ 衝突イベントは、大気も除去する可能性がありますが、そのような「衝突侵食」の速度が高いということは、TRAPPIST-1系の特性と相容れない隕石の質量を意味しますただし、外惑星の水の質量をかなり制限する可能性があります ↑ 原始惑星系円盤とは、恒星を取り巻く物質の円盤のことである。惑星はこのような円盤の中で形成されると考えられている。 ↑ クラスレートとは、二酸化炭素（またはキセノン）などのある化合物（または化学元素）が、別の化合物の分子からなるケージ状の集合体の中に閉じ込められた化学化合物のことである。 ↑ 外気圏とは、原子や分子が衝突しなくなるほど密度が低い大気の領域のことです。外気圏は大気散逸 によって形成され、水素を豊富に含む外気圏の存在は水の存在を意味します。 ↑ さまざまな情報源によると、TRAPPIST-1 は太陽活動極小期 に太陽と同量、同じ量、または太陽より多い ↑ XUV領域の放射の割合は、全光度の6～9×10⁻⁴または10⁻³.51の範囲と推定されている。 ↑ 恒星活動とは、主にX線帯における、恒星の磁場によって引き起こされる光度変化のことである。 ↑ 1 × 10 33 エルグ (1.0 × 10 26 J)を超えるエネルギーを持つフレア。 ↑ 暴走温室効果では、惑星上のすべての水は水蒸気の形をとる。 ↑ 海洋を持たない惑星も潮汐加熱 （またはたわみ）の影響を受け、構造変形が生じる可能性がある。 ↑ 例えば、隕石の衝突によって惑星から岩石が剥がれ落ち、その重力圏を脱出するのに十分な速度に達する可能性がある。 ↑ バイオシグネチャーとは、遠くからでも検出でき、生命の存在を示唆する惑星の特性であり、例えば生物学的プロセスによって生成される大気ガスなどが挙げられる。 ↑ 2017年の時点で、それらはJWSTが大気を検出できる既知の最小の惑星の1つでした。 JWSTは、メタンやオゾンなどの特定のバイオシグネチャーを確実に検出する時間がない可能性があります。
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