TRAPPIST-1d

TRAPPIST-1dは地球から見てみずがめ座の方向に39.4光年離れた位置にある赤色矮星TRAPPIST-1のハビタブルゾーンの内側付近を公転している岩石質の太陽系外惑星である。

TRAPPIST-1d
TRAPPIST-1dの想像図 （2017年2月時点の観測データに基づいたもの）
星座	みずがめ座
分類	太陽系外惑星 岩石惑星
軌道の種類	周回軌道
発見
発見年	2016年[1]
発見者	TRAPPIST
発見方法	トランジット法
軌道要素と性質
軌道長半径 (a)	0.02228038 ± 0.00000044 au[2] （3,333,144 ± 66 km）
離心率 (e)	0.00837 ± 0.00093[2]
公転周期 (P)	4.049959 ± 0.000078 日[3]
軌道傾斜角 (i)	89.75 ± 0.16°[4]
近点引数 (ω)	-8.73 ± 6.17°[2]
昇交点黄経 (Ω)	173.92 ± 6.17°[2]
通過時刻	7670.14227 ± 0.00026 BJD[3]
TRAPPIST-1[1]の惑星
位置 元期:J2000.0
赤経 (RA, α)	23h 06m 29.36s[5]
赤緯 (Dec, δ)	−05° 02′ 29.2″[5]
固有運動 (μ)	赤経: 922.1 ミリ秒/年[5] 赤緯: -471.9 ± 1.8 ミリ秒/年[5]
距離	39.4 ± 1.3 光年 （12.1 ± 0.4 パーセク[1]）
物理的性質
直径	9,850 km
半径	0.784 ± 0.023 R⊕[2]
表面積	3.135×108 km2
体積	5.220×1011 km3
質量	0.297+0.039 −0.035 M⊕[2]
平均密度	0.616+0.067 −0.062 ρ⊕[2] （3,397+369 −342 kg/m3）
表面重力	0.483+0.052 −0.048 g[2] （4.73+0.51 −0.47 m/s2）
表面温度	282.1 ± 4.0 K[3]
年齢	30 - 80億年[6]
大気圧	不明
他のカタログでの名称
K2-112 d 2MASS J23062928-0502285 d[7]
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2016年にTRAPPISTによってトランジット法でb・cと共に発見されたと報告された^[8][9]が、複数の惑星の観測データが混在していた。現在「TRAPPIST-1d」と呼ばれている惑星は、同年のスピッツァー宇宙望遠鏡の観測に基づき2017年に発表されたものである。

大きさの比較

地球	TRAPPIST-1d

発見

当時の推測に基づき描かれた、TRAPPIST-1dの地表の想像図。

ベルギーのリエージュ大学の天文物理地質研究所のマイケル・ギロンを始めとする天文学者チームはチリのアタカマ砂漠のラ・シヤ天文台にあるTRAPPIST望遠鏡(Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope)^[10]を用いて恒星TRAPPIST-1を観測し、周回する惑星を探した。トランジット法を用いることにより、3つの地球型惑星を発見した。チームは2015年12月から観測を初め、ネイチャー誌2016年5月号に、その調査結果を発表した^[4][10]。

しかし、不連続な観測により72.82日離れた2回のトランジットしか観測できなかったため、公転周期は72.82日の1・2・3・4・5・6・7・8・9・14・16分の1のどれかとしか推定できなかった。つまり、4.551日、5.200日、8.090日、9.101日、10.401日、12.135日、14.561日、18.202日（最適値）、24.270日、36.408日、72.820日の11通りが考えられていた^[8]。2回のトランジットが別の惑星である可能性は考慮されたものの、ライトカーブの類似から、同一の惑星と推定された。

その後、2016年9月19日からのスピッツァー宇宙望遠鏡による観測によって、d、e、f、g、hの5つの惑星が特定され、2017年2月22日に発表された^[4]。

TRAPPISTで発見されていた「d」は、どの新惑星とも一致していないが、それは、2惑星（dではない）のトランジットを、同じ惑星の2回のトランジットと誤認したためであった^[4]。ただし、TRAPPISTや他の先行観測が検出していた、当時はトランジットと断定できなかった減光が、d・e・f・gのものと特定された。dのものはTRAPPISTで3回、ウィリアム・ハーシェル望遠鏡で1回観測されていた^[4]。

特徴

物性

TRAPPIST-1dは地球の0.784倍の半径を持つ小さな地球型惑星である^[2]。これは地球と火星の中間ほどの大きさであり、TRAPPIST-1系の中では、TRAPPIST-1hに次いで2番目に小さい。

質量は、現在のdが特定された2017年2月の発表では地球の0.41倍とされた^[4]が、2018年2月に発表された観測結果により、現在は0.297倍前後という値になっている^[2]。TRAPPIST-1系の中では、最も質量が小さい^[11]。また、これまで質量の誤差が大きかったため、詳細に求められなかった密度と表面重力の値が詳細に求められ、TRAPPIST-1dは地球の0.616倍の密度を持ち、表面の重力の強さは地球の0.483倍である事も判明した^[2]。

TRAPPISTに基づく2016年の発表では、半径は1.17倍とされていたが^[8]、これは実際はdではなく、eとg（半径1.15倍と0.90倍）が混ざった観測に基づく数値である。さらに質量も1.60倍と推測されたが^[12]、これも実際のdを表すものではない。

軌道要素と居住可能性

TRAPPIST-1dは約4.05日の周期で、主星から約0.0223au（約333万km）離れた軌道を公転している。これは太陽系で最も太陽に近い惑星である水星までの距離（0.387au^[13]）の約18分の1しかない。しかし、主星TRAPPIST-1が木星クラスのサイズを持つ非常に小型な恒星のため、この軌道はTRAPPIST-1のハビタブルゾーン内に位置している可能性がある。表面温度は282K（9℃）で、地球とほぼ同じとされており、また質量と密度が小さいため、水や氷、大気といった揮発性物質を含んでいる可能性がある^[2][11]。

TRAPPISTに基づく2016年の軌道推定は誤った仮定に基づいていたが、その最小値（≧0.022AU）は偶然にも正しい値に近く、それに基づき当時から、最小値をとった場合にはハビタブルゾーンに入る可能性が指摘されていた^[9]。

地球にどれだけ組成が似ているかを示す地球類似性指標（ESI）の値は2018年3月時点の、既知の太陽系外惑星では最も高い0.90である^[14]。

画像

• 
  TRAPPIST-1系の7つの惑星の想像図
• 
  TRAPPIST-1系の惑星の軌道と、太陽系の岩石惑星の軌道、木星のガリレオ衛星の軌道を比較した図^[15]
• 
  TRAPPIST-1系の惑星と太陽系の岩石惑星を比較した図