惑星の特性に関する入手可能なデータに基づく、アーティストのTRAPPIST-1の世界の概念。
（画像：©NASA / JPL-Caltech）
7惑星TRAPPIST-1システムで最大の世界は、それによって形成されたものではなく、時間とともに進化した雰囲気を誇っています。
NASAのハッブル宇宙望遠鏡で行われた観測により、惑星の大気は発生期の環境とは異なることがわかります。つまり、システムの他の岩の世界と同じように、岩だらけの世界である可能性が高いです。
メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所の研究者であるハンナウェイクフォード氏はSpace.comに対し、「この雰囲気は生まれたものではない」と語った。出生前の大気は水素に富んでいるだろうが、それは研究者には分からない。その代わり、「異なるプロセスによって変更された」とウェイクフォード氏は語った。大気および地質活動が変化に重要な役割を果たした可能性があります。 [Exoplanet Tour：Meet the Earth-Size Planets of TRAPPIST-1]
ウェイクフォードと彼女の同僚は、ハッブルを使用して、星から6番目の惑星であるトラピスト-1 gを研究しました。彼らは以前、文字bからfで識別される最初の5つの惑星の大気を調査しており、5つの惑星すべてにガスジャイアントを示す大量の水素雰囲気がなく、岩石である可能性が高いことがわかりました。彼らの以前の研究は、トラピスト-1 gが元の雰囲気を持っているかどうかを決定するのに十分正確ではなかった。
「Gはその中で最後の疑問符だった」とウェイクフォード氏は語った。 「その兄弟姉妹のように、原始的な雰囲気は含まれていません。進化した雰囲気を持っています。」
彼女は1月にシアトルで開催されたアメリカ天文学会の冬季会議で結果を発表しました。
"塩とコショウ"
2016年、チリの通過惑星と微惑星望遠鏡（TRAPPIST）の天文学者は、薄暗い星TRAPPIST-1の周囲にある3つの惑星の発見を発表しました。 1年以内にさらに4つの世界が発見され、合計7つになりました。すべての惑星は、星の居住可能ゾーン内にあります。この領域は、液体の水が惑星の表面に留まることができるはずです。地球からわずか40光年のTRAPPIST-1には、単一の星の居住可能なゾーン内にあることが知られているほとんどの惑星が含まれています。
トラピスト-1 gは世界で最大であり、地球の質量の約1.1倍と推定されています。
惑星が巨大ガスである場合、それらは元の水素に富んだ大気を保持します。対照的に、ロッキーな世界には彼らの雰囲気を変える力があります。カーボンの動きは、進化する大気において重要な役割を果たす可能性があります。マントルのマグマが溶けて、表面の下に炭素が閉じ込められます。マグマが地表に向かって移動するとき、圧力の低下により、炭素がガスの形で逃げることができます。地球上では、閉じ込められた炭酸塩は二酸化炭素として放出されます。二酸化炭素は、太陽からの熱を閉じ込めることにより、地球をより温かく成長させる温室効果ガスです。過去の研究では、火星や月などの世界も炭素に富む物質やその他の要素をトラップし、ガス状で大気中に放出する可能性があることが明らかになっています。
赤い小人としても知られているTRAPPIST-1のようなM個の小人は、銀河の中で最も多くの星を構成しています。いくつかの研究では、4つのうち3つの星がMドワーフである可能性を示唆しています。寿命の長い星は、太陽のような星よりも涼しくて暗いですが、非常に活発で、強力なフレアや噴火によって運ばれる放射線の中で惑星を消滅させます。 [スタータイプを区別する方法（インフォグラフィック）]
彼らの冷たい温度はまた、生命を探す上で問題を引き起こす可能性があります。低質量のM矮星は、最大の惑星のように、大気中の雲や水蒸気さえも自慢できます。これらの分子は、それらを周回する世界の大気を研究しようとする天文学者に誤った信号を生成する可能性があります。
惑星がその星と地球の間を通過するとき、天文学者はその空を流れる光を研究して、惑星の大気の謎のいくつかを解明することができます。 Mの小人は水分子を運ぶため、プロセスをより困難にすることができます。水の存在を示唆する信号が惑星と星のどちらからのものかを判断するのは難しい場合があります。
「星はこれらの特徴を持っているので、それはあなたが行っている測定を意味します、それがあなたが測定している星ではないことを100％確実にすることはできません」 「星がこれらの惑星に及ぼす存在と影響を除外できなければなりません。」
混乱を整理するのを助けるために、ウェイクフォードと彼女の同僚は星の汚染を取り除く方法を開発しました。まず、彼らはTRAPPIST-1の詳細な研究を行い、星の温度がさまざまな場所でどのように変化したかを調べました。
「星自体は、3種類の異なる温度の混合物です」とウェイクフォード氏は語った。一般に、この星は比較的涼しく、3分の1は摂氏2,726度（華氏4,940度）のやや暖かい場所で覆われています。星の3％未満は、5,526 C（9,980 F）の温度で非常にホットスポットに覆われています。
これは、トラッピスト1が、ウェイクフォードが太陽に見られるものよりも小さく、暗くなっていると言ったスタースポットで覆われているためです。
「[スポット]の分布は、塩とコショウのようなものです。それは、あちこちに点在し、均一に分布しているだけです」とウェイクフォード氏は語った。
星と地球の間を通過するシステム内の個々の惑星としての星を研究することにより、天文学者は星からの温度がどのように変化したかを調べることができました。
「私たちは実際に惑星を星の温度特性のプローブとして使用することができます」とウェイクフォードは言った。
その情報を手にして、天文学者たちは惑星自体の大気を調べ、星からの分子信号を説明できると確信しました。彼らは、地質学的および大気中のプロセスによって空気が変化した岩石の世界ではなく、ガスの巨人であると示唆していた、gの周りの大きなふくらんでいる水素雰囲気を除外することができました。
「それが本当にこの惑星の真の地球の性質につながる」とウェイクフォードは言った。
チームはまた、測定値を使用して、地球の半径の1.124倍で惑星の半径を計算し、密度を地球の真下に与えました。これはTRAPPIST-1 gにしっかりとフィットします：ロッキーな世界です。
惑星が6つあるので、天文学者は7番目の最後の天体であるTRAPPIST-1 hに注意を向けたいと考えています。彼らは2019年の夏に惑星を研究する予定です。
「惑星が何でできているかを見るだけでなく、星がどのように変化してこの惑星に影響を与えているかを知るために、この方法を再び適用することは本当にエキサイティングになるでしょう」とウェイクフォードは言った。
さらに、水蒸気汚染をTRAPPIST-1から分離するために彼らが開発したプロセスは、他のM矮星の観測にも適用できます。
この研究は、2018年後半にAstronomical Journalに掲載されました。
