以前被認為是沒有空氣的球,一個地球大小的世界繞紅矮星運行一些40光年之外畢竟可能有大氣層。
TRAPPIST-1 系統中對 b 行星的新觀測表明,岩石世界比我們想像的更複雜,這證實了基於窄帶光譜資訊得出可靠結論的挑戰。
與紙本書形成鮮明對比儘管確定這顆系外行星可能是光禿禿的,但使用 JWST 獲得的新數據表明 TRAPPIST-1b 要么因地質活動而翻滾,要么可能籠罩在富含二氧化碳的厚厚大氣中。
“表面風化嚴重、沒有大氣層的岩石行星的想法與目前的測量結果不一致,”天文學家傑羅恩鮑曼說德國馬克斯普朗克天文學研究所的教授。
“因此,我們認為地球上覆蓋著相對不變的物質。”
這意味著恆星和太空風化過程沒有發生變化,表明 TRAPPIST-1b 的表面非常年輕,只有 1000 年的歷史。反過來,這意味著岩漿重舖等活動,暗示著系外行星內部正在進行的地質活動。
2017年,他們發現了一顆恆星,有七顆系外行星繞著其旋轉。雖然系外行星比太陽系的行星更靠近恆星,但 TRAPPIST-1 恆星是一顆紅矮星,溫度更低且更暗,這反過來意味著該系統的宜居帶更靠近太陽。
這引發了人們對 TRAPPIST-1 星球之一可能適合居住的希望。它也為我們提供了幾顆可能類似於太陽系內世界的系外行星,它們的大小和密度與地球相當,, 和。
TRAPPIST-1b 距離恆星太近,不適合居住,但天文學家希望它能告訴我們其他行星系統是如何形成和演化的。
「圍繞紅矮星的行星是我們首次研究溫帶岩石行星大氣層的最佳機會,這些行星接收的恆星通量介於還有火星,”天文學家艾爾莎杜克羅特說法國替代能源和原子能委員會(CEA)。
“TRAPPIST-1 行星為這項突破性的研究提供了理想的實驗室。”
這對這個想法造成了打擊。它僅基於一種紅外線波長(15 微米),這種波長會被二氧化碳強烈吸收。強烈的 15 微米特徵表明不存在二氧化碳。
為了進行更詳細的研究,研究人員在 12.8 微米波長下進行了進一步的 JWST 觀測,以測量 TRAPPIST-1b 在其恆星重複軌道運行時的溫度。當系外行星在恆星前方、側面和後方移動時,變化的光線揭示了系外行星發射的紅外光的數量,為天文學家提供了測量系外行星表面溫度分佈的工具。
然後,他們將觀察結果與不同模型進行比較,試圖找出他們所看到的結果。與發現裸露的灰色表面的 15 微米分析相比,研究小組發現 12.8 微米的觀察結果與覆蓋著富含礦物質的火山岩的裸露表面更加一致。
這可能表明 TRAPPIST-1b 具有構造或火山活動,或者恆星和系統中其他系外行星的引力牽引正在拉伸和擠壓 TRAPPIST-1b 以保持其內部高溫和熔融。
對數據的另一種解釋是大氣中富含二氧化碳。這可以與 15 微米的觀測結果一致,因為霧的存在導致了一種稱為熱反轉的現象,即二氧化碳發射 15 微米的光而不是吸收它。
「這些逆溫現像在太陽系天體的大氣層中相當常見,也許最相似的例子就是太陽系天體的朦朧大氣層。的月亮,”天文學家米切爾·敏解釋道來自荷蘭太空研究所。
“然而,TRAPPIST-1b 大氣中的化學成分預計將與土衛六或太陽系任何岩石天體有很大不同,想到我們可能正在觀察一種我們以前從未見過的大氣,真是令人著迷。”
TRAPPIST-1b 上發生的這些場景(如果有的話)將需要更多的挖掘才能揭示。但這項研究凸顯了弄清楚太陽係以外其他世界正在發生的事情是多麼困難。
該團隊的研究成果發表於自然天文學。