TRAPPIST-1b表面没有大气层

ASTELCO·为科研而设计的专业望远镜

Credit：NASA/JPL-Caltech

TRAPPIST-1系统的模拟图

由比利时列日大学Michaël Gillon教授领导的科研团队于2016年在超冷矮星TRAPPIST-1周围发现了7颗新的类地行星，使用的望远镜是由ASTELCO制造的TRAPPIST-South望远镜，位于智利La Silla天文台。

在詹姆斯-韦伯太空望远镜发射升空后，TRAPPIST-1系统的7颗行星成为JWST研究岩质行星的最佳观测对象，最新的观测数据表明，7颗行星中最里面的行星TRAPPIST-1b表面没有大气层。

Illustration: NASA / ESA / CSA / Joseph Olmsted (STScI)

Science: Thomas P. Greene (NASA Ames) / Taylor Bell (BAERI) / Elsa Ducrot (CEA) / Pierre-Olivier Lagage (CEA)

热岩质系外行星TRAPPIST-1b模拟图

距离地球40光年外的TRAPPIST-1行星系统，是目前寻找潜在宜居星球的最佳观测对象之一。近日最内侧的行星TRAPPIST-1b向詹姆斯-韦伯太空望远镜展示了它的真实面貌——行星表面温度太高，甚至没有大气层，在此之前天文学家已经推测，它与恒星的距离太近，不适合居住。

来自NASA的Thomas Greene及其同事在《Nature》上发表了在去年11月和12月期间进行的一系列观测报告，从地球的角度捕捉到了该行星在其恒星背面运行时的情况。在次级日食（secondary eclipses）期间，JWST的中红外仪器收集的光线仅来自恒星本身，当次级日食结束，红外仪器收集的光线既来自于恒星本身，也来自于行星向阳面的反射光。红外图像跟踪了行星在其恒星背面消失前后的亮度，通过计算得出了行星表面的温度范围在480至530K（243 至293 ）之间。

以前从斯皮策太空望远镜进行的行星表面温度观测只能达到一个上限，现在韦伯可以通过观测得到行星表面的具体温度，是第一个能够确切测量行星表面温度的望远镜。

Illustration: NASA / ESA / CSA / Joseph Olmsted (STScI)

Science: Thomas P. Greene (NASA Ames) / Taylor Bell (BAERI) / Elsa Ducrot (CEA) / Pierre-Olivier Lagage (CEA)

上面是一张显示行星在其恒星背面移动的图（即次级日食），图的下面是一个显示恒星-行星系统的相对亮度随时间变化的图表

天文学家之前推测过这颗行星的表面温度会很高，假设它有大气层TRAPPIST-1b的表面温度也会在400K左右，在这个温度下大气层中的任何水都会以水蒸气的形式存在。

JWST本次观测得到的TRAPPIST-1b表面温度印证了之前天文学家的模型预测，即一个黑暗的、没有空气存在的星球。其中一个证明大气层不存在的有力证据是，天文学家发现这个星球上最热的地方是直接面对恒星的地方，假如有任何空气存在，它就会在恒星的光线下加热产生风，使最热的地方偏离中心。

除了没有大气层，TRAPPIST-1b的另外一个特点是几乎不反射任何光线，这使得行星的表面成分存在多种可能性，它可能包含诸如安山岩、玄武岩、英斯塔特岩、长石橄榄石、辉石、石英或皂石等矿物。

Credit: NASA / JPL-Caltech

TRAPPIST-1系统总共包含七颗行星，都与地球大小相当。其中三颗--TRAPPIST-1e、f和g--在该恒星的宜居区内运行，这是一个带状区域（这里显示为绿色），在这个区域内，岩石表面可能存在液态水。在进行这些计算时，天文学家通常假设该行星有大气层

目前还不清楚对于TRAPPIST-1的其他行星TRAPPIST-1b的观测结果意味着什么，尤其是TRAPPIST-1e、f和g，这三个星球可居住的前提是它们的大气层没有在TRAPPIST-1活跃的青春期时就被剥离掉。除了产生强大的紫外线和X射线耀斑外，像TRAPPIST-1这样的恒星在年轻时也十分明亮，持续时间约为10亿年，现在处于宜居区的行星也可能因为曾经距离太近温度太高，导致液态水无法存在。

TRAPPIST-1系统为JWST提供了极佳的岩质行星观测目标，对于系统中其他6颗行星的观测现在也已经正在进行中了。随着天文学家们对TRAPPIST-1系统的持续研究，相信在不久的将来我们能够确定在其中是否有真正宜居的行星。

文章来源：

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/exoplanet-trappist-1b-has-no-atmosphere/

"We understand ourselves as one of the many branches of scientific research, listening to scientists and providing them with what they need to achieve their goals. Many of our projects are requests from the astronomical community, which we turn into ready-to-buy products."

– Peter Aniol, ASTELCO联合创始人兼总经理

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