測量行星的質量和直徑可以揭示其密度,從而為科學家提供有關其組成的線索。科學家們現在知道了七顆TRAPPIST-1行星的密度,比宇宙中除我們太陽系以外的任何行星都要精確。
精確的測量顯示,這些系外行星的密度非常相似,這為它們的組成提供了線索。
紅矮星TRAPPIST-1是迄今為止在單個恆星系統中發現的最大一組類地球大小的行星的所在地。這七顆多岩石的兄弟行星距離我們約40光年,它們說明宇宙中可能存在著種類繁多的行星系。
發表在Planetary Science Journal雜誌上的一項新研究表明,TRAPPIST-1行星的密度非常相似。這可能意味著它們都含有與大多數巖態行星相同比例的物質,如鐵、氧、鎂和矽。但如果是這樣的話,這個比例一定與地球的明顯不同:TRAPPIST-1行星的密度比與我們的地球構成相同的行星密度要低8%左右。基於這一結論,論文作者假設了幾種不同成分的混合可以給TRAPPIST-1行星提供測量到的密度。
2016年,科學家們宣佈,他們使用智利的凌日行星和星子小型望遠鏡(TRAPPIST)發現了TRAPPIST-1恆星周圍的三顆行星,自那時起,其中一些行星就已經為人所知。NASA現已退役的斯皮策太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)與地面望遠鏡合作進行了隨後的觀測,證實了其中兩顆最初的行星,並發現了另外五顆。斯皮策望遠鏡由NASA位於南加州的噴氣推進實驗室管理,在2020年1月退役之前,它對該系統進行了1000多個小時的觀測。NASA的哈勃和現已退役的開普勒太空望遠鏡也對這個系統進行了研究。
所有7顆TRAPPIST-1行星都是透過凌日光度法發現的,這些行星離它們的恆星如此之近,以至於它們都能在水星的軌道內執行:科學家無法直接看到這些行星(它們相對於恆星來說太小、太暗),所以他們會尋找當行星穿過它前面時所產生的恆星亮度的下降。
天文學家透過反覆觀察星光的暗沉以及測量行星執行軌道的時間,可以估算出行星的質量和直徑,進而計算出它們的密度。先前的計算確定,這些行星的大小和質量與地球大致相當,因此也一定是岩石的,或者是類地球的——而不是像木星和土星那樣以氣體為主。這篇新論文提供了迄今為止對任何系外行星(太陽系以外的行星)最精確的密度測量。