Астрономи за допомогою наземних і орбітальних телескопів змогли з великою точністю визначити щільності планет, що входять в систему TRAPPIST-1, і оцінити склад їх атмосфер. З'ясувалося, що всі сім планет складаються з гірських порід і можуть містити велику кількість летючих речовин і води, яка становить до п'яти відсотків їх маси. Результати досліджень опубліковані в журналах коротко про них розповідається в прес-релізах на сайтах Європейської Південної обсерваторії і телескопа «Хаббл».
Щоб зрозуміти, які планети можуть бути придатні для життя, необхідно знати їх структуру і склад. Для цих цілей астрономам потрібно з великою точністю знати значення щільності планет, на основі яких будуються моделі, що описують їх внутрішню структуру і тип атмосфери. Для знаходження щільності необхідно знати розміри і масу планети. Розмір екзопланет оцінювався на основі методу транзитної фотометрії під час транзиту планет на тлі диска зірки, проте з масою все набагато складніше.
Група астрономів під керівництвом Сімона Грімма (Simon Grimm) для визначення мас екзопланет використовувала той факт, що в системах з більшою кількістю тіл, більш масивні планети впливають на орбіти своїх сусідів більшою мірою, ніж менш масивні, що впливає на час транзиту. Вчені проаналізували дані, отримані інструментом SPECULOOS в обсерваторії Паранал і орбітальними телескопами «Спітцер» і «Кеплер», і побудували комп'ютерні моделі, в яких змінювали параметри орбіти екзопланет до тих пір, поки обчислені моменти транзитів не збіглися з спостережуваним. (Julien de Wit) проаналізувала інфрачервоні дані космічного телескопа «Хаббл», отримані в період з грудня 2016 року по січень 2017 року, щоб зробити оцінку типу атмосфер чотирьох планет, що знаходяться поблизу населеної зони. Коли планета виявляється між земним спостерігачем і диском зірки, частина світу зірки проходить крізь атмосферу і поглинається різними хімічними елементами, що відбивається в спектрах і дозволяє зрозуміти хімічний склад атмосфери, чого і домагалися дослідники.
З'ясувалося, що щільності планет становлять від 0,61 до 1,02 середньої щільності Землі, що близько до щільності гірських порід. Найближчі до зірки планети TRAPPIST-1b і TRAPPIST-1c можуть мати кам'яне ядро і атмосферу, більш щільну, ніж земна. Наступна після них TRAPPIST-1d виявилася найлегшою (її маса становить всього 0,03 маси Землі), а TRAPPIST-1e має щільність в кілька разів більше земної, що може говорити про наявність у неї залізного ядра і відсутність океанів або крижаного покриву. При цьому за своїми параметрами вона більше всіх інших планет схожа на Землю. Планети TRAPPIST-1f, g і h настільки далекі від зірки, що вода на їх поверхні може існувати тільки у вигляді льоду, а атмосфера позбавлена важких молекул, таких як вуглекислий газ. При цьому для планет TRAPPIST-1d, e і f вдалося повністю виключити можливість існування у них «розпухлої» гелієво-водневої атмосфери, позбавленої хмар (раніше це вдалося зробити для планет TRAPPIST-1b і 1c), що робить їх ще більш схожими на планети типу Землі. Про це говорить відсутність слідів води і метану в отриманих за допомогою телескопа «Хаббл» спектрах. Передбачається, що атмосфери цих планет складаються з більш важких елементів, що знаходяться на набагато нижчих висотах.
Раніше ми розповідали про те, як орбіти планет TRAPPIST-1 перетворили на музику і як телескоп «Кеплер» показав цю систему великим планом. Докладніше про систему TRAPPIST-1 ви можете почитати в нашому матеріалі.