„Trappist-1 b“ – Versionsunterschied
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[[Datei:Rocky Exoplanet TRAPPIST-1 b (Illustration).jpg|mini|Künstlerische Darstellung von TRAPPIST-1b.]] |
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{{short description|Rocky exoplanet orbiting TRAPPIST-1}} |
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'''TRAPPIST-1b''', auch bekannt als '''2MASS J23062928-0502285 b''', ist ein hauptsächlich felsiger [[Exoplanet]], der um den ultra-kühlen [[Zwergstern]] [[Trappist-1|TRAPPIST-1]] kreist. Er befindet sich 40,7 [[Lichtjahr|Lichtjahre]] (12,5 Parsec) von der [[Erde]] entfernt im [[Sternbild]] [[Wassermann (Sternbild)|Wassermann]]. Der Planet wurde mit der [[Transitmethode]] entdeckt, bei der ein Planet das Licht des [[Stern|Sterns]] verdunkelt, wenn er vor ihm vorbeizieht. Die Entdeckung wurde erstmals am 2. Mai 2016 bekannt gegeben,<ref>{{Literatur |Autor=Michaël Gillon, Emmanuël Jehin, Susan M. Lederer, Laetitia Delrez, Julien de Wit, Artem Burdanov, Valérie Van Grootel, Adam J. Burgasser, Amaury H. M. J. Triaud, Cyrielle Opitom, Brice-Olivier Demory, Devendra K. Sahu, Daniella Bardalez Gagliuffi, Pierre Magain, Didier Queloz |Titel=Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star |Sammelwerk=Nature |Band=533 |Nummer=7602 |Datum=2016-05-12 |ISSN=0028-0836 |DOI=10.1038/nature17448 |PMC=5321506 |PMID=27135924 |Seiten=221–224 |Online=http://www.nature.com/articles/nature17448 |Abruf=2023-03-28}}</ref> und zwischen 2017 und 2018 wurden weitere Studien durchgeführt, um seine physischen Parameter zu verfeinern.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Simon L. Grimm, Brice-Olivier Demory, Michaël Gillon, Caroline Dorn, Eric Agol, Artem Burdanov, Laetitia Delrez, Marko Sestovic, Amaury H. M. J. Triaud, Martin Turbet, Émeline Bolmont, Anthony Caldas, Julien de Wit, Emmanuël Jehin, Jérémy Leconte, Sean N. Raymond, Valérie Van Grootel, Adam J. Burgasser, Sean Carey, Daniel Fabrycky, Kevin Heng, David M. Hernandez, James G. Ingalls, Susan Lederer, Franck Selsis, Didier Queloz |Titel=The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets |Sammelwerk=Astronomy & Astrophysics |Band=613 |Datum=2018-05 |ISSN=0004-6361 |DOI=10.1051/0004-6361/201732233 |Seiten=A68 |Online=https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/201732233 |Abruf=2023-03-28}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Michaël Gillon, Amaury H. M. J. Triaud, Brice-Olivier Demory, Emmanuël Jehin, Eric Agol, Katherine M. Deck, Susan M. Lederer, Julien de Wit, Artem Burdanov, James G. Ingalls, Emeline Bolmont, Jeremy Leconte, Sean N. Raymond, Franck Selsis, Martin Turbet, Khalid Barkaoui, Adam Burgasser, Matthew R. Burleigh, Sean J. Carey, Aleksander Chaushev, Chris M. Copperwheat, Laetitia Delrez, Catarina S. Fernandes, Daniel L. Holdsworth, Enrico J. Kotze, Valérie Van Grootel, Yaseen Almleaky, Zouhair Benkhaldoun, Pierre Magain, Didier Queloz |Titel=Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1 |Sammelwerk=Nature |Band=542 |Nummer=7642 |Datum=2017-02 |ISSN=0028-0836 |DOI=10.1038/nature21360 |PMC=5330437 |PMID=28230125 |Seiten=456–460 |Online=http://www.nature.com/articles/nature21360 |Abruf=2023-03-28}}</ref> |
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{{Use dmy dates|date=February 2017}} |
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{{Infobox planet |
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| name = TRAPPIST-1b |
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| image = File:Rocky Exoplanet TRAPPIST-1 b (Illustration).jpg |
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| caption = Artist's impression of TRAPPIST-1b (March 2023) |
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<!-- DISCOVERY --> |
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| discovery_ref = <ref name="Gillon2016"/> |
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| discoverer = Michaël Gillon ''et al.'' |
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| discovery_site = [[TRAPPIST]] |
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| discovered = May 2, 2016 |
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| discovery_method = [[Methods of detecting exoplanets#Transit photometry|Transit]] |
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<!-- DESIGNATIONS --> |
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<!-- ORBITAL --> |
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| orbit_ref = <ref name="Agol2021"/> |
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| apsis = astron |
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| perihelion = |
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| semimajor = {{convert|0.01154|±|0.00010|AU|km|abbr=on}} |
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| eccentricity = {{val|0.00622|0.00304}}<ref name="Grimm2018"/> |
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| period = {{convert|1.510826|±|0.000006|day|hour|abbr=on}} |
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| inclination = {{val|89.728|0.165|u=deg}} |
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| arg_peri = {{val|336.86|34.24|u=deg}}<ref name="Grimm2018"/> |
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| star = [[TRAPPIST-1]]<ref name="vangrootel2017"/> |
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<!-- PHYS CHARS --> |
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| physical_ref = <ref name="Agol2021"/> |
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| mean_radius = {{val|1.116|0.014|0.012|ul=Earth radius}} |
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| density = {{val|5.425|0.265|0.272|ul=g/cm3}} |
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| surface_grav = {{val|1.102|0.052}} [[g-force|g]]<br/>{{val|10.80|0.51|ul=m/s2}} |
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| single_temperature = {{val|397.6|3.8|ul=K}} ({{convert|397.6|K|C F|disp=out}}, [[equilibrium temperature|equilibrium]])<ref name="Ducrot2020"/><br />{{val|503|26|27|ul=K}} ({{convert|503|K|C F|disp=out}}, surface)<ref name="Greene2023"/> |
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<!-- ATMOSPHERE --> |
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<!-- NOTES --> |
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'''TRAPPIST-1b''', also designated as '''2MASS J23062928-0502285 b''', is a mainly rocky [[exoplanet]] orbiting around the [[ultra-cool dwarf]] star [[TRAPPIST-1]], located {{Convert|40.7|ly|pc|lk=on|abbr=off}} away from Earth in the [[constellation]] of [[Aquarius (constellation)|Aquarius]]. The planet was detected using the transit method, where a planet dims the host star's light as it passes in front of it. It was first announced on May 2, 2016,<ref name="Gillon2016"/> and between 2017 and 2018, more studies were able to refine its physical parameters.<ref name="Gillon2017"/><ref name="Grimm2018"/> |
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Der Planet ist etwa 37% [[Masse (Physik)|massereicher]] als die Erde und etwa 12% größer. Beobachtungen, die 2018 veröffentlicht wurden, legen nahe, dass die [[Atmosphäre (Astronomie)|Atmosphäre]] von ''TRAPPIST-1b'' sehr heiß und potenziell reich an [[Kohlenstoffdioxid|CO<sub>2</sub>]] sein könnte, obwohl das Vorhandensein einer Atmosphäre nicht bestätigt werden konnte.<ref name=":1">{{Literatur |Autor=L Delrez, M Gillon, A H M J Triaud, B-O Demory, J de Wit, J G Ingalls, E Agol, E Bolmont, A Burdanov, A J Burgasser, S J Carey, E Jehin, J Leconte, S Lederer, D Queloz, F Selsis, V Van Grootel |Titel=Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with Spitzer |Sammelwerk=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |Band=475 |Nummer=3 |Datum=2018-04-11 |ISSN=0035-8711 |DOI=10.1093/mnras/sty051 |Seiten=3577–3597 |Online=https://academic.oup.com/mnras/article/475/3/3577/4795334 |Abruf=2023-03-28}}</ref> Neuere Modellstudien deuten darauf hin, dass der Planet zu heiß ist, um die Bildung von schwefelsauren Wolken zu ermöglichen, wie sie auf [[Venus (Planet)|Venus]], dem heißesten Planeten im [[Sonnensystem]], zu finden sind.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.eurekalert.org/news-releases/467604 |titel=Study brings new climate models of small star TRAPPIST 1's seven intriguing worlds |sprache=en |abruf=2023-03-28}}</ref> Beobachtungen des [[James-Webb-Weltraumteleskop|James Webb Space Telescopes]], die im Jahr 2023 bekannt gegeben wurden, legen nahe, dass der Planet keine signifikante Atmosphäre hat.<ref name=":2">{{Literatur |Autor=Thomas P. Greene, Taylor J. Bell, Elsa Ducrot, Achrène Dyrek, Pierre-Olivier Lagage, Jonathan J. Fortney |Titel=Thermal Emission from the Earth-sized Exoplanet TRAPPIST-1 b using JWST |Sammelwerk=Nature |Datum=2023-03-27 |ISSN=0028-0836 |DOI=10.1038/s41586-023-05951-7 |Online=https://www.nature.com/articles/s41586-023-05951-7 |Abruf=2023-03-28}}</ref><ref name=":3">{{Internetquelle |autor=Nadja Podbregar |url=https://www.scinexx.de/news/kosmos/exoplanet-trappist-1b-hat-keine-atmosphaere/ |titel=Exoplanet TRAPPIST-1b hat keine Atmosphäre |datum=2023-03-27 |sprache=de-DE |abruf=2023-03-28}}</ref> |
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The planet is about 37% more massive than [[Earth]] and about 12% larger. Observations published in 2018 suggested that the atmosphere of TRAPPIST-1b may be very hot and potentially rich in CO<sub>2</sub>, although the presence of an atmosphere could not be confirmed.<ref name="Delrez2018"/> More recent modeling studies have suggested the planet is too hot to allow the formation of [[sulfuric acid]] clouds, such as are found on Venus, the hottest planet in the [[Solar System]].<ref name = "EA-20181121"/> Observations by the [[James Webb Space Telescope]] announced in 2023 suggest that the planet does not have any significant atmosphere.<ref name="Greene2023"/><ref name="JWST-20230327"/> |
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== Physikalische Eigenschaften == |
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==Physical characteristics== |
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===Mass, radius, and temperature=== |
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=== Masse, Radius und Temperatur === |
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TRAPPIST-1b is very similar in both mass, radius, and gravity to Earth. It has a radius of {{val|1.116|ul=Earth radius}}, a mass of {{val|1.374|ul=Earth mass}}, and about 110% Earth's surface gravity.<ref name="Agol2021"/> Initial estimates of the planet's density suggested that it is not entirely rocky; with a density of 3.98 g/cm<sup>3</sup>, about ≤5% of its mass must be [[volatiles]], likely in the form of a thick Venus-like atmosphere due to it receiving nearly four times more energy than Earth does.<ref name="Grimm2018"/> However, refined density estimates show that the planet is only slightly less dense than Earth.<ref name="Agol2021"/> |
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''TRAPPIST-1b'' ähnelt der Erde sowohl in Masse, Radius als auch [[Gravitation]] sehr. Er hat einen [[Radius]] von 1,116 [[Erdradius|R]][[Erdmasse|<sub>⊕</sub>]], eine Masse von 1,374 [[Erdmasse|M<sub>⊕</sub>]] und etwa 110% der Erdanziehungskraft.<ref name=":4">{{Literatur |Autor=Eric Agol, Caroline Dorn, Simon L. Grimm, Martin Turbet, Elsa Ducrot, Laetitia Delrez, Michaël Gillon, Brice-Olivier Demory, Artem Burdanov, Khalid Barkaoui, Zouhair Benkhaldoun, Emeline Bolmont, Adam Burgasser, Sean Carey, Julien de Wit, Daniel Fabrycky, Daniel Foreman-Mackey, Jonas Haldemann, David M. Hernandez, James Ingalls, Emmanuel Jehin, Zachary Langford, Jérémy Leconte, Susan M. Lederer, Rodrigo Luger, Renu Malhotra, Victoria S. Meadows, Brett M. Morris, Francisco J. Pozuelos, Didier Queloz, Sean N. Raymond, Franck Selsis, Marko Sestovic, Amaury H. M. J. Triaud, Valerie Van Grootel |Titel=Refining the Transit-timing and Photometric Analysis of TRAPPIST-1: Masses, Radii, Densities, Dynamics, and Ephemerides |Sammelwerk=The Planetary Science Journal |Band=2 |Nummer=1 |Datum=2021-02-01 |ISSN=2632-3338 |DOI=10.3847/PSJ/abd022 |Seiten=1 |Online=https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/abd022 |Abruf=2023-03-28}}</ref> Erste Schätzungen der [[Dichte]] des Planeten legten nahe, dass er nicht vollständig aus Gestein besteht; mit einer Dichte von 3,98 g/cm<sup>3</sup> müssen etwa ≤5% seiner Masse flüchtig sein, wahrscheinlich in Form einer dicken Venus-ähnlichen Atmosphäre, da er fast viermal mehr Energie als die Erde erhält.<ref name=":0" /> Verfeinerte Dichteschätzungen zeigen jedoch, dass der Planet nur geringfügig weniger dicht als die Erde ist.<ref name=":4" /> |
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Bei Annahme einer Atmosphäre wurde die [[Oberflächentemperatur (Thermodynamik)|Oberflächentemperatur]] des Planeten zunächst auf zwischen 750 K (477 °C; 890 °F) und 1.500 K (1.230 °C; 2.240 °F) geschätzt, möglicherweise sogar bis zu 2.000 K (1.730 °C; 3.140 °F). Dies ist viel heißer als die Oberfläche von Venus und könnte heiß genug sein, dass die Oberfläche aus geschmolzener [[Lava]] besteht.<ref name=":0" /> Beobachtungen des James Webb Space Telescopes, die im Jahr 2023 bekannt gegeben wurden, legen jedoch nahe, dass der Planet keine signifikante Atmosphäre hat und eine Oberflächentemperatur von etwa 500 K (227 °C; 440 °F) aufweist.<ref name=":2" /> Darüber hinaus könnte der Planet aufgrund von Gezeitendrücken, ähnlich wie [[Jupiter (Planet)|Jupiters]] [[Mond des Sonnensystems|Mond]] Io, sehr geologisch aktiv sein, da er eine ähnliche [[Umlaufzeit]] und [[Exzentrizität (Astronomie)|Exzentrizität]] hat. |
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Assuming the presence of an atmosphere, the planet's surface temperature was initially estimated to be between {{convert|750|K|C F}} and {{convert|1500|K|C F}}, potentially as high as {{convert|2000|K|C F}}. This is much hotter than the surface of Venus and may be hot enough that the surface is molten lava.<ref name="Grimm2018"/> Observations by the [[James Webb Space Telescope]] announced in 2023 suggest that the planet does not have any significant atmosphere, with a surface temperature of about {{convert|500|K|C F}}.<ref name="Greene2023"/><ref name="JWST-20230327"/> In addition, the planet may be very geologically active due to tidal squeezing similar to Jupiter's moon [[Io (moon)|Io]], which happens to have a similar orbital period and eccentricity (see [[TRAPPIST-1#Resonance]] for references). |
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=== Umlaufbahn === |
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''TRAPPIST-1b'' umkreist seinen Stern sehr nah. Eine [[Umlaufbahn]] dauert nur 36 Stunden oder etwa 1,51 Erdtage.<ref name=":1" /> Er umkreist seinen Stern in etwa 0,0115 [[Astronomische Einheit|AE]] (1,72 Millionen km; 1,07 Millionen Meilen) Entfernung, nur 1,2% der Entfernung zwischen Erde und Sonne.<ref name=":0" /> Die Nähe zu seinem Stern bedeutet, dass die ''TRAPPIST-1b'' wahrscheinlich eine [[Gebundene Rotation|gebundende Rotation]] hat. Er hat auch eine sehr kreisförmige Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,00622, die deutlich kreisförmiger ist als die Umlaufbahn der Erde. |
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=== Mutterstern === |
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TRAPPIST-1b orbits very close to its parent star. One orbit requires only 36 hours, or about 1.51 Earth days.<ref name="Delrez2018"/> It orbits about {{Convert|0.0115|AU|e6km e6mi|lk=on|abbr=unit}} from its star, just 1.2% the distance between Earth and the [[Sun]].<ref name="Grimm2018"/> The close proximity to its host star means that TRAPPIST-1b is likely [[tidal locking|tidally locked]]. It also has a very circular orbit, with an eccentricity of 0.00622, significantly more circular than Earth's orbit. |
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''TRAPPIST-1b'' umkreist den ultrakühlen Zwergstern TRAPPIST-1. Er hat eine Masse von 0,089 [[Sonnenmasse|M<sub>☉</sub>]] und einen Durchmesser von nur 0,121 [[Sonnenradius|R<sub>☉</sub>]]. Die Oberflächentemperatur beträgt 2.511 K (2.238 °C; 4.060 °F), und das Alter wird auf zwischen 3 und 8 Milliarden Jahren geschätzt. Die Sonne hat im Vergleich dazu eine Oberflächentemperatur von 5.778 K (5.505 °C; 9.941 °F) und ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt. TRAPPIST-1 ist auch sehr schwach und hat eine Leuchtkraft von nur etwa 0,0005-facher Sonnenleuchtkraft. Er ist zu schwach, um mit dem bloßen Auge gesehen zu werden, mit einer scheinbaren Helligkeit von 18,80. |
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=== Atmosphäre === |
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Die kombinierten Transmissionsspektren von ''TRAPPIST-1 b'' und [[Trappist-1 c|c]] schließen wolkenfreie wasserstoffdominierte Atmosphären für beide Planeten aus, daher ist es unwahrscheinlich, dass sie ausgedehnte Gasumhüllungen haben. Es wurde auch keine Heliumemission von ''TRAPPIST-1b'' festgestellt.<ref>{{Literatur |Autor=Vigneshwaran Krishnamurthy, Teruyuki Hirano, Gumundur Stefánsson, Joe P. Ninan, Suvrath Mahadevan, Eric Gaidos, Ravi Kopparapu, Bunei Sato, Yasunori Hori, Chad F. Bender, Caleb I. Cañas, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Hiroki Harakawa, Suzanne Hawley, Fred Hearty, Leslie Hebb, Klaus Hodapp, Shane Jacobson, Shubham Kanodia, Mihoko Konishi, Takayuki Kotani, Adam Kowalski, Tomoyuki Kudo, Takashi Kurokawa, Masayuki Kuzuhara, Andrea Lin, Marissa Maney, Andrew J. Metcalf, Brett Morris, Jun Nishikawa, Masashi Omiya, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab, Takuma Serizawa, Motohide Tamura, Akitoshi Ueda, Sébastien Vievard, John Wisniewski |Titel=Nondetection of Helium in the Upper Atmospheres of TRAPPIST-1b, e, and f* |Sammelwerk=The Astronomical Journal |Band=162 |Nummer=3 |Datum=2021-09-01 |ISSN=0004-6256 |DOI=10.3847/1538-3881/ac0d57 |Seiten=82 |Online=https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac0d57 |Abruf=2023-03-28}}</ref> Vor den Beobachtungen durch das James Webb Space Telescope blieben andere Atmosphären, von einer wolkenfreien Wasserdampf-Atmosphäre bis hin zu einer Venus-ähnlichen Atmosphäre, mit den unspektakulären Spektren vereinbar.<ref>{{Literatur |Autor=Julien de Wit, Hannah R. Wakeford, Michaël Gillon, Nikole K. Lewis, Jeff A. Valenti, Brice-Olivier Demory, Adam J. Burgasser, Artem Burdanov, Laetitia Delrez, Emmanuël Jehin, Susan M. Lederer, Didier Queloz, Amaury H. M. J. Triaud, Valérie Van Grootel |Titel=A combined transmission spectrum of the Earth-sized exoplanets TRAPPIST-1 b and c |Sammelwerk=Nature |Band=537 |Nummer=7618 |Datum=2016-09 |ISSN=0028-0836 |DOI=10.1038/nature18641 |Seiten=69–72 |Online=http://www.nature.com/articles/nature18641 |Abruf=2023-03-28}}</ref> |
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Im Jahr 2018 wurde die Atmosphäre des Planeten vom [[Spitzer-Weltraumteleskop]] genauer untersucht und als ziemlich groß und heiß beschrieben, obwohl das Vorhandensein einer Atmosphäre nicht bestätigt werden konnte. Das Transmissionsspektrum des Planeten und die verfeinerte Dichteschätzung legten zwei Hauptmöglichkeiten für die Atmosphäre nahe: eine reich an Kohlendioxid oder eine reich an Wasserdampf. Die wahrscheinlichere CO<sub>2</sub>-Atmosphäre hätte eine Skalenhöhe von etwa 52 Kilometern (32 Meilen) (die der Erde beträgt 8 km (5,0 mi), und die von Venus 15,9 km (9,9 mi)) und eine durchschnittliche Temperatur von mehr als 1.400 K (1.130 °C; 2.060 °F), weit höher als die Gleichgewichtstemperatur des Planeten von 397,6 K (124,5 °C; 256,0 °F). Eine Wasserdampf-Atmosphäre müsste eine Skalenhöhe von >100 km (62 mi) und eine Temperatur >1.800 K (1.530 °C; 2.780 °F) haben, um die Variationen in den Transit-Tiefen und dem Transmissionsspektrum des Planeten zu erzeugen, und wäre anfällig für Photodissoziation, wo CO2 es nicht wäre. Andere Quellen für die beobachteten Effekte wie Trübungen und dicke Wolken würden eine noch größere Atmosphäre erfordern. TRAPPIST-1b muss weiter untersucht werden, um seine potenziell große Atmosphäre zu bestätigen.<ref name=":1" /><ref name=":0" /> |
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TRAPPIST-1b orbits the ultracool dwarf star TRAPPIST-1. It has a mass of 0.089 {{Solar_mass}} and is only 0.121 {{Solar_radius}}, with a surface temperature of {{convert|2,511|K|C F}} and an age between 3 and 8 billion years. The Sun, in comparison, has a surface temperature of {{convert|5,778|K|C F}} and is about 4.5 billion years old. TRAPPIST-1 is also very dim, with a luminosity about 0.0005 times that of the Sun. It is too faint to be seen with the naked eye, having an apparent magnitude of 18.80. |
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Beobachtungen des James Webb Space Telescopes, die im Jahr 2023 bekannt gegeben wurden, legen nahe, dass der Planet keine signifikante Atmosphäre hat und eine Oberflächentemperatur von etwa 503 K (230 °C; 446 °F) aufweist.<ref name=":2" /><ref name=":0" /><ref name=":3" /> |
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===Atmosphere=== |
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The combined transmission spectra of TRAPPIST-1 b and c rule out cloud-free hydrogen-dominated atmospheres for both planets, so they are unlikely to harbor extended gas envelopes. Also, no helium emission from TRAPPIST-1b has been detected.<ref name="Krishnamurthy2021"/> Prior to JWST observations, other atmospheres, from a cloud-free water-vapor atmosphere to a Venus-like atmosphere, remained consistent with the featureless spectra.<ref name="deWit2016"/> |
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== Einzelnachweise == |
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In 2018, the planet's atmosphere was better examined by the [[Spitzer Space Telescope]] and suggested to be quite large and hot, although the presence of an atmosphere could not be confirmed. The planet's transmission spectrum and refined density estimate suggested two main possibilities for the atmosphere: one rich in [[carbon dioxide]], or one rich in [[water vapor]]. The more likely CO<sub>2</sub> atmosphere would have a [[scale height]] of approximately {{convert|52|km|mi|abbr=off|lk=off|sp=us}} (Earth's being {{convert|8|km|mi|abbr=on|lk=off|sp=us}}, and Venus' at {{convert|15.9|km|mi|abbr=on|lk=off|sp=us}}) and an average temperature in excess of {{convert|1400|K|C F}}, far greater than the planet's [[equilibrium temperature]] of {{convert|397.6|K|C F}}. A water vapor atmosphere would need to have a scale height of >{{convert|100|km|mi|abbr=on|lk=off|sp=us}} and a temperature >{{convert|1800|K|C F}} to produce the variations seen in the planet's transit depths and its transmission spectrum, and would be vulnerable to [[photodissociation]] where CO<sub>2</sub> would not be. Other sources for the effects seen, such as hazes and thick clouds, would require an even larger atmosphere. TRAPPIST-1b will have to be studied further to confirm its potential large atmosphere.<ref name="Delrez2018"/><ref name="Grimm2018"/> |
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<references /> |
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Observations by the [[James Webb Space Telescope]] announced in 2023 suggest that the planet does not have any significant atmosphere, with a surface temperature of about {{convert|503|K|C F}}.<ref name="Greene2023"/><ref name="JWST-20230327"/> |
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==Gallery== |
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<gallery class="center" widths="200px" heights="240px"> |
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File:Artist's view of planets transiting red dwarf star in TRAPPIST-1 system.jpg|Artist's view of planets transiting red dwarf star in TRAPPIST-1 system<ref>{{cite web|title=Artist's view of planets transiting red dwarf star in TRAPPIST-1 system|url=http://www.spacetelescope.org/images/opo1627a/|website=www.spacetelescope.org|access-date=21 July 2016}}</ref> |
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File:Comparison between the Sun and the ultracool dwarf star TRAPPIST-1.jpg|The Sun and the ultracool dwarf star TRAPPIST-1 to scale. The faint star has only 11% of the diameter of the Sun and is much redder in colour. |
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File:TRAPPIST-1 and its three planets.jpg|Artist's impression of three of the planets (b, c, and d) orbiting TRAPPIST-1 |
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File:Artist’s impression of the ultracool dwarf star TRAPPIST-1 from close to one of its planets.ogv|Artist’s impression video, near one of the three planets orbiting TRAPPIST-1. One of the inner planets is shown in transit across the disc of its tiny and dim parent star. |
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</gallery> |
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==See also== |
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* [[55 Cancri e]], a very hot planet with a confirmed atmosphere. |
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* [[LHS 3844 b]], a hot, rocky planet without an atmosphere |
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==References== |
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{{Reflist|refs= |
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<ref name="Gillon2016">{{cite journal |last1=Gillon |first1=Michaël |last2=Jehin |first2=Emmanuël |last3=Lederer |first3=Susan M. |last4=Delrez |first4=Laetitia |display-authors=4|last5=de Wit |first5=Julien |last6=Burdanov |first6=Artem |last7=Van Grootel |first7=Valérie |last8=Burgasser |first8=Adam J. |last9=Triaud |first9=Amaury H. M. J. |last10=Opitom |first10=Cyrielle |last11=Demory |first11=Brice-Olivier |last12=Sahu |first12=Devendra K. |last13=Bardalez Gagliuffi |first13=Daniella |last14=Magain |first14=Pierre |last15=Queloz |first15=Didier |title=Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star |journal=Nature |date=May 2016 |volume=533 |issue=7602 |pages=221–224 |doi=10.1038/nature17448 |pmid=27135924 |pmc=5321506 |arxiv=1605.07211 |bibcode=2016Natur.533..221G |language=en |issn=1476-4687}}</ref> |
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<ref name="deWit2016">{{cite journal |first=Julien |last=de Wit |display-authors=etal |year=2016 |title=A combined transmission spectrum of the Earth-sized exoplanets TRAPPIST-1 b and c |journal= Nature|arxiv=1606.01103 |doi=10.1038/nature18641 |pmid=27437572 |volume=537 |issue=7618 |pages=69–72|bibcode = 2016Natur.537...69D |s2cid=205249853 }}</ref> |
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<ref name="Gillon2017">{{Cite journal|last=Gillon|first=Michaël|last2=Triaud|first2=Amaury H. M. J.|last3=Demory|first3=Brice-Olivier|last4=Jehin|first4=Emmanuël|last5=Agol|first5=Eric|last6=Deck|first6=Katherine M.|last7=Lederer|first7=Susan M.|last8=Wit|first8=Julien de|last9=Burdanov|first9=Artem|title=Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1|url= |journal=Nature|volume=542|issue=7642|pages=456–460|arxiv=1703.01424|doi=10.1038/nature21360|pmid=28230125|pmc=5330437|bibcode = 2017Natur.542..456G |year=2017}}</ref> |
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<ref name="vangrootel2017">{{Cite journal|title=Stellar parameters for TRAPPIST-1 |journal=The Astrophysical Journal |volume=853 |pages=30 |arxiv=1712.01911 |first1=Valerie |last1=Van Grootel |first2=Catarina S. |last2=Fernandes |first3=Michaël |last3=Gillon |first4=Emmanuel |last4=Jehin |first5=Richard |last5=Scuflaire |first6=Adam J. |last6=Burgasser |first7=Artem |last7=Burdanov |first8=Laetitia |last8=Delrez |first9=Brice-Olivier |last9=Demory |first10=Julien |last10=de Wit |first11=Didier |last11=Queloz |first12=Amaury H. M. J. |last12=Triaud |display-authors=5 |doi=10.3847/1538-4357/aaa023 |year=2018 |issue=1 |bibcode=2018ApJ...853...30V |s2cid=54034373 }}</ref> |
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<ref name="Delrez2018">{{Cite journal|title=Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with Spitzer |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=475 |issue=3 |pages=3577–3597 |arxiv=1801.02554 |first1=Laetitia |last1=Delrez |first2=Michael |last2=Gillon |first3=Amaury |last3=H.M.J |first4=Triaud |last4=Brice-Oliver Demory |first5=Julien |last5=de Wit |first6=James |last6=Ingalls |first7=Eric |last7=Agol |first8=Emeline |last8=Bolmont |first9=Artem |last9=Burdanov |first10=Adam J. |last10=Burgasser |first11=Sean J. |last11=Carey |first12=Emmanuel |last12=Jehin |first13=Jeremy |last13=Leconte |first14=Susan |last14=Lederer |first15=Didier |last15=Queloz |first16=Franck |last16=Selsis |first17=Valerie Van |last17=Grootel |doi=10.1093/mnras/sty051 |year=2018 |bibcode=2018MNRAS.475.3577D }}</ref> |
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<ref name="Grimm2018">{{Cite journal|title=The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets |journal=Astronomy & Astrophysics |volume=613 |pages=A68 |arxiv=1802.01377 |first1=Simon L. |last1=Grimm |first2=Brice-Olivier |last2=Demory |first3=Michael |last3=Gillon |first4=Caroline |last4=Dorn |first5=Eric |last5=Agol |first6=Artem |last6=Burdanov |first7=Laetitia |last7=Delrez |first8=Marko |last8=Sestovic |first9=Amaury H.M.J. |last9=Triaud |first10=Martin |last10=Turbet |first11=Emeline |last11=Bolmont |first12=Anthony |last12=Caldas |first13=Julien |last13=de Wit |first14=Emmanuel |last14=Jehin |first15=Jeremy |last15=Leconte |first16=Sean N. |last16=Raymond |first17=Valerie |last17=Van Grootel |first18=Adam J. |last18=Burgasser |first19=Sean |last19=Carey |first20=Daniel |last20=Fabrycky |first21=Kevin |last21=Heng |first22=David M. |last22=Hernandez |first23=James G. |last23=Ingalls |first24=Susan |last24=Lederer |first25=Franck |last25=Selsis |first26=Didier |last26=Queloz |doi=10.1051/0004-6361/201732233 |year=2018 |bibcode=2018A&A...613A..68G |s2cid=3441829 }}</ref> |
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<ref name="Krishnamurthy2021">{{citation|arxiv=2106.11444|year=2021|title=Nondetection of Helium in the Upper Atmospheres of TRAPPIST-1b, e, and F|doi=10.3847/1538-3881/ac0d57 |last1=Krishnamurthy |first1=Vigneshwaran |last2=Hirano |first2=Teruyuki |last3=Stefánsson |first3=Gumundur |last4=Ninan |first4=Joe P. |last5=Mahadevan |first5=Suvrath |last6=Gaidos |first6=Eric |last7=Kopparapu |first7=Ravi |last8=Sato |first8=Bunei |last9=Hori |first9=Yasunori |last10=Bender |first10=Chad F. |last11=Cañas |first11=Caleb I. |last12=Diddams |first12=Scott A. |last13=Halverson |first13=Samuel |last14=Harakawa |first14=Hiroki |last15=Hawley |first15=Suzanne |last16=Hearty |first16=Fred |last17=Hebb |first17=Leslie |last18=Hodapp |first18=Klaus |last19=Jacobson |first19=Shane |last20=Kanodia |first20=Shubham |last21=Konishi |first21=Mihoko |last22=Kotani |first22=Takayuki |last23=Kowalski |first23=Adam |last24=Kudo |first24=Tomoyuki |last25=Kurokawa |first25=Takashi |last26=Kuzuhara |first26=Masayuki |last27=Lin |first27=Andrea |last28=Maney |first28=Marissa |last29=Metcalf |first29=Andrew J. |last30=Morris |first30=Brett |journal=The Astronomical Journal |volume=162 |issue=3 |page=82 |bibcode=2021AJ....162...82K |display-authors=1 }}</ref> |
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Version vom 30. März 2023, 18:44 Uhr
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TRAPPIST-1b, auch bekannt als 2MASS J23062928-0502285 b, ist ein hauptsächlich felsiger Exoplanet, der um den ultra-kühlen Zwergstern TRAPPIST-1 kreist. Er befindet sich 40,7 Lichtjahre (12,5 Parsec) von der Erde entfernt im Sternbild Wassermann. Der Planet wurde mit der Transitmethode entdeckt, bei der ein Planet das Licht des Sterns verdunkelt, wenn er vor ihm vorbeizieht. Die Entdeckung wurde erstmals am 2. Mai 2016 bekannt gegeben,[1] und zwischen 2017 und 2018 wurden weitere Studien durchgeführt, um seine physischen Parameter zu verfeinern.[2][3]
Der Planet ist etwa 37% massereicher als die Erde und etwa 12% größer. Beobachtungen, die 2018 veröffentlicht wurden, legen nahe, dass die Atmosphäre von TRAPPIST-1b sehr heiß und potenziell reich an CO2 sein könnte, obwohl das Vorhandensein einer Atmosphäre nicht bestätigt werden konnte.[4] Neuere Modellstudien deuten darauf hin, dass der Planet zu heiß ist, um die Bildung von schwefelsauren Wolken zu ermöglichen, wie sie auf Venus, dem heißesten Planeten im Sonnensystem, zu finden sind.[5] Beobachtungen des James Webb Space Telescopes, die im Jahr 2023 bekannt gegeben wurden, legen nahe, dass der Planet keine signifikante Atmosphäre hat.[6][7]
Physikalische Eigenschaften
Masse, Radius und Temperatur
TRAPPIST-1b ähnelt der Erde sowohl in Masse, Radius als auch Gravitation sehr. Er hat einen Radius von 1,116 R⊕, eine Masse von 1,374 M⊕ und etwa 110% der Erdanziehungskraft.[8] Erste Schätzungen der Dichte des Planeten legten nahe, dass er nicht vollständig aus Gestein besteht; mit einer Dichte von 3,98 g/cm3 müssen etwa ≤5% seiner Masse flüchtig sein, wahrscheinlich in Form einer dicken Venus-ähnlichen Atmosphäre, da er fast viermal mehr Energie als die Erde erhält.[2] Verfeinerte Dichteschätzungen zeigen jedoch, dass der Planet nur geringfügig weniger dicht als die Erde ist.[8]
Bei Annahme einer Atmosphäre wurde die Oberflächentemperatur des Planeten zunächst auf zwischen 750 K (477 °C; 890 °F) und 1.500 K (1.230 °C; 2.240 °F) geschätzt, möglicherweise sogar bis zu 2.000 K (1.730 °C; 3.140 °F). Dies ist viel heißer als die Oberfläche von Venus und könnte heiß genug sein, dass die Oberfläche aus geschmolzener Lava besteht.[2] Beobachtungen des James Webb Space Telescopes, die im Jahr 2023 bekannt gegeben wurden, legen jedoch nahe, dass der Planet keine signifikante Atmosphäre hat und eine Oberflächentemperatur von etwa 500 K (227 °C; 440 °F) aufweist.[6] Darüber hinaus könnte der Planet aufgrund von Gezeitendrücken, ähnlich wie Jupiters Mond Io, sehr geologisch aktiv sein, da er eine ähnliche Umlaufzeit und Exzentrizität hat.
Umlaufbahn
TRAPPIST-1b umkreist seinen Stern sehr nah. Eine Umlaufbahn dauert nur 36 Stunden oder etwa 1,51 Erdtage.[4] Er umkreist seinen Stern in etwa 0,0115 AE (1,72 Millionen km; 1,07 Millionen Meilen) Entfernung, nur 1,2% der Entfernung zwischen Erde und Sonne.[2] Die Nähe zu seinem Stern bedeutet, dass die TRAPPIST-1b wahrscheinlich eine gebundende Rotation hat. Er hat auch eine sehr kreisförmige Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,00622, die deutlich kreisförmiger ist als die Umlaufbahn der Erde.
Mutterstern
TRAPPIST-1b umkreist den ultrakühlen Zwergstern TRAPPIST-1. Er hat eine Masse von 0,089 M☉ und einen Durchmesser von nur 0,121 R☉. Die Oberflächentemperatur beträgt 2.511 K (2.238 °C; 4.060 °F), und das Alter wird auf zwischen 3 und 8 Milliarden Jahren geschätzt. Die Sonne hat im Vergleich dazu eine Oberflächentemperatur von 5.778 K (5.505 °C; 9.941 °F) und ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt. TRAPPIST-1 ist auch sehr schwach und hat eine Leuchtkraft von nur etwa 0,0005-facher Sonnenleuchtkraft. Er ist zu schwach, um mit dem bloßen Auge gesehen zu werden, mit einer scheinbaren Helligkeit von 18,80.
Atmosphäre
Die kombinierten Transmissionsspektren von TRAPPIST-1 b und c schließen wolkenfreie wasserstoffdominierte Atmosphären für beide Planeten aus, daher ist es unwahrscheinlich, dass sie ausgedehnte Gasumhüllungen haben. Es wurde auch keine Heliumemission von TRAPPIST-1b festgestellt.[9] Vor den Beobachtungen durch das James Webb Space Telescope blieben andere Atmosphären, von einer wolkenfreien Wasserdampf-Atmosphäre bis hin zu einer Venus-ähnlichen Atmosphäre, mit den unspektakulären Spektren vereinbar.[10]
Im Jahr 2018 wurde die Atmosphäre des Planeten vom Spitzer-Weltraumteleskop genauer untersucht und als ziemlich groß und heiß beschrieben, obwohl das Vorhandensein einer Atmosphäre nicht bestätigt werden konnte. Das Transmissionsspektrum des Planeten und die verfeinerte Dichteschätzung legten zwei Hauptmöglichkeiten für die Atmosphäre nahe: eine reich an Kohlendioxid oder eine reich an Wasserdampf. Die wahrscheinlichere CO2-Atmosphäre hätte eine Skalenhöhe von etwa 52 Kilometern (32 Meilen) (die der Erde beträgt 8 km (5,0 mi), und die von Venus 15,9 km (9,9 mi)) und eine durchschnittliche Temperatur von mehr als 1.400 K (1.130 °C; 2.060 °F), weit höher als die Gleichgewichtstemperatur des Planeten von 397,6 K (124,5 °C; 256,0 °F). Eine Wasserdampf-Atmosphäre müsste eine Skalenhöhe von >100 km (62 mi) und eine Temperatur >1.800 K (1.530 °C; 2.780 °F) haben, um die Variationen in den Transit-Tiefen und dem Transmissionsspektrum des Planeten zu erzeugen, und wäre anfällig für Photodissoziation, wo CO2 es nicht wäre. Andere Quellen für die beobachteten Effekte wie Trübungen und dicke Wolken würden eine noch größere Atmosphäre erfordern. TRAPPIST-1b muss weiter untersucht werden, um seine potenziell große Atmosphäre zu bestätigen.[4][2]
Beobachtungen des James Webb Space Telescopes, die im Jahr 2023 bekannt gegeben wurden, legen nahe, dass der Planet keine signifikante Atmosphäre hat und eine Oberflächentemperatur von etwa 503 K (230 °C; 446 °F) aufweist.[6][2][7]
Einzelnachweise
- ↑ Michaël Gillon, Emmanuël Jehin, Susan M. Lederer, Laetitia Delrez, Julien de Wit, Artem Burdanov, Valérie Van Grootel, Adam J. Burgasser, Amaury H. M. J. Triaud, Cyrielle Opitom, Brice-Olivier Demory, Devendra K. Sahu, Daniella Bardalez Gagliuffi, Pierre Magain, Didier Queloz: Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star. In: Nature. Band 533, Nr. 7602, 12. Mai 2016, ISSN 0028-0836, S. 221–224, doi:10.1038/nature17448, PMID 27135924, PMC 5321506 (freier Volltext) – (nature.com [abgerufen am 28. März 2023]).
- ↑ a b c d e f Simon L. Grimm, Brice-Olivier Demory, Michaël Gillon, Caroline Dorn, Eric Agol, Artem Burdanov, Laetitia Delrez, Marko Sestovic, Amaury H. M. J. Triaud, Martin Turbet, Émeline Bolmont, Anthony Caldas, Julien de Wit, Emmanuël Jehin, Jérémy Leconte, Sean N. Raymond, Valérie Van Grootel, Adam J. Burgasser, Sean Carey, Daniel Fabrycky, Kevin Heng, David M. Hernandez, James G. Ingalls, Susan Lederer, Franck Selsis, Didier Queloz: The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets. In: Astronomy & Astrophysics. Band 613, Mai 2018, ISSN 0004-6361, S. A68, doi:10.1051/0004-6361/201732233 (aanda.org [abgerufen am 28. März 2023]).
- ↑ Michaël Gillon, Amaury H. M. J. Triaud, Brice-Olivier Demory, Emmanuël Jehin, Eric Agol, Katherine M. Deck, Susan M. Lederer, Julien de Wit, Artem Burdanov, James G. Ingalls, Emeline Bolmont, Jeremy Leconte, Sean N. Raymond, Franck Selsis, Martin Turbet, Khalid Barkaoui, Adam Burgasser, Matthew R. Burleigh, Sean J. Carey, Aleksander Chaushev, Chris M. Copperwheat, Laetitia Delrez, Catarina S. Fernandes, Daniel L. Holdsworth, Enrico J. Kotze, Valérie Van Grootel, Yaseen Almleaky, Zouhair Benkhaldoun, Pierre Magain, Didier Queloz: Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1. In: Nature. Band 542, Nr. 7642, Februar 2017, ISSN 0028-0836, S. 456–460, doi:10.1038/nature21360, PMID 28230125, PMC 5330437 (freier Volltext) – (nature.com [abgerufen am 28. März 2023]).
- ↑ a b c L Delrez, M Gillon, A H M J Triaud, B-O Demory, J de Wit, J G Ingalls, E Agol, E Bolmont, A Burdanov, A J Burgasser, S J Carey, E Jehin, J Leconte, S Lederer, D Queloz, F Selsis, V Van Grootel: Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with Spitzer. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Band 475, Nr. 3, 11. April 2018, ISSN 0035-8711, S. 3577–3597, doi:10.1093/mnras/sty051 (oup.com [abgerufen am 28. März 2023]).
- ↑ Study brings new climate models of small star TRAPPIST 1's seven intriguing worlds. Abgerufen am 28. März 2023 (englisch).
- ↑ a b c Thomas P. Greene, Taylor J. Bell, Elsa Ducrot, Achrène Dyrek, Pierre-Olivier Lagage, Jonathan J. Fortney: Thermal Emission from the Earth-sized Exoplanet TRAPPIST-1 b using JWST. In: Nature. 27. März 2023, ISSN 0028-0836, doi:10.1038/s41586-023-05951-7 (nature.com [abgerufen am 28. März 2023]).
- ↑ a b Nadja Podbregar: Exoplanet TRAPPIST-1b hat keine Atmosphäre. 27. März 2023, abgerufen am 28. März 2023 (deutsch).
- ↑ a b Eric Agol, Caroline Dorn, Simon L. Grimm, Martin Turbet, Elsa Ducrot, Laetitia Delrez, Michaël Gillon, Brice-Olivier Demory, Artem Burdanov, Khalid Barkaoui, Zouhair Benkhaldoun, Emeline Bolmont, Adam Burgasser, Sean Carey, Julien de Wit, Daniel Fabrycky, Daniel Foreman-Mackey, Jonas Haldemann, David M. Hernandez, James Ingalls, Emmanuel Jehin, Zachary Langford, Jérémy Leconte, Susan M. Lederer, Rodrigo Luger, Renu Malhotra, Victoria S. Meadows, Brett M. Morris, Francisco J. Pozuelos, Didier Queloz, Sean N. Raymond, Franck Selsis, Marko Sestovic, Amaury H. M. J. Triaud, Valerie Van Grootel: Refining the Transit-timing and Photometric Analysis of TRAPPIST-1: Masses, Radii, Densities, Dynamics, and Ephemerides. In: The Planetary Science Journal. Band 2, Nr. 1, 1. Februar 2021, ISSN 2632-3338, S. 1, doi:10.3847/PSJ/abd022 (iop.org [abgerufen am 28. März 2023]).
- ↑ Vigneshwaran Krishnamurthy, Teruyuki Hirano, Gumundur Stefánsson, Joe P. Ninan, Suvrath Mahadevan, Eric Gaidos, Ravi Kopparapu, Bunei Sato, Yasunori Hori, Chad F. Bender, Caleb I. Cañas, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Hiroki Harakawa, Suzanne Hawley, Fred Hearty, Leslie Hebb, Klaus Hodapp, Shane Jacobson, Shubham Kanodia, Mihoko Konishi, Takayuki Kotani, Adam Kowalski, Tomoyuki Kudo, Takashi Kurokawa, Masayuki Kuzuhara, Andrea Lin, Marissa Maney, Andrew J. Metcalf, Brett Morris, Jun Nishikawa, Masashi Omiya, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab, Takuma Serizawa, Motohide Tamura, Akitoshi Ueda, Sébastien Vievard, John Wisniewski: Nondetection of Helium in the Upper Atmospheres of TRAPPIST-1b, e, and f*. In: The Astronomical Journal. Band 162, Nr. 3, 1. September 2021, ISSN 0004-6256, S. 82, doi:10.3847/1538-3881/ac0d57 (iop.org [abgerufen am 28. März 2023]).
- ↑ Julien de Wit, Hannah R. Wakeford, Michaël Gillon, Nikole K. Lewis, Jeff A. Valenti, Brice-Olivier Demory, Adam J. Burgasser, Artem Burdanov, Laetitia Delrez, Emmanuël Jehin, Susan M. Lederer, Didier Queloz, Amaury H. M. J. Triaud, Valérie Van Grootel: A combined transmission spectrum of the Earth-sized exoplanets TRAPPIST-1 b and c. In: Nature. Band 537, Nr. 7618, September 2016, ISSN 0028-0836, S. 69–72, doi:10.1038/nature18641 (nature.com [abgerufen am 28. März 2023]).