TRAPPIST-1b 可能没有任何大气层,但仍然有 TRAPPIST-1e、f 和 g。
詹姆斯·韦伯太空望远镜检查了附近的希望探测到其最内层行星周围的大气层,但遗憾的是,它似乎没有找到。尽管 TRAPPIST-1b 从未被认为是生命候选者,但对于其气候更温和的邻居,以及围绕低温低质量恒星运行的其他行星来说,缺乏大气层可能是一个坏兆头。
“是单 b 还是非单 b?”这是天文学家在利用詹姆斯韦伯望远镜的观测能力观测除我们自己的行星系统之外可能发现的最有趣的行星系统时提出的问题。TRAPPIST-1 不仅由七颗质量与地球相近的岩石行星组成,而且(TRAPPIST-1e、f 和 g)可能位于该恒星的宜居带。它距离地球仅 41 光年,足够近,便于研究,最重要的是,从我们的位置看,这些行星正在经过恒星。
过境是我们。这也意味着,如果任何行星上有大气层,我们就有机会在行星经过恒星前方或后方时观察到其影响。不幸的是,天文学家报告称,在 TRAPPIST-1b 的二次日食期间,这种情况并没有发生,因此这颗行星很可能几乎没有大气层可供探测。
此前,人们对 TRAPPIST-1b 大气层的厚厚程度寄予厚望。尽管这颗行星的表观半径比地球大 20%,但质量却几乎相同——一层厚厚的、类似金星的云层或许可以解释这一点。
探测遥远行星周围大气层的一种方法是观察恒星经过母恒星前方时星光的变化。由于行星本身遮挡了部分光线,光线会变暗,但我们看到的部分光线可能会与大气中的气体发生相互作用,导致光谱暂时下降,与大气中的气体相匹配。
然而,这并不是 NASA 的托马斯·格林博士及其合著者想要用 TRAPPIST-1b 实现的目标,因为需要花费大量的观察时间来收集足够的光线进行这一过程。相反,作者指出,该系统最内层的行星应该非常热,詹姆斯·韦伯太空望远镜应该能够从中收集到大量的红外辐射。然而,我们可能探测到的任何辐射都将是 TRAPPIST-1 本身直接发射的辐射。
光变曲线显示,当最内层行星 TRAPPIST-1 b 移到恒星后面时,TRAPPIST-1 系统的亮度会发生变化。这被称为二次食。图片来源:NASA、ESA、CSA、J. Olmsted(STScI)、TP Greene(NASA Ames)、T. Bell(BAERI)、E. Ducrot(CEA)、P. Lagage(CEA)
当行星经过恒星后方时,即所谓的二次日食,它反射的辐射会被隐藏起来。通过观察总排放量的下降,格林和同事们计算出了行星的贡献。他们得出的结论是,几乎没有迹象表明行星的热量被重新分配。到它的夜半球。
最直接的解释是,几乎没有行星大气重新分配来自主恒星的辐射,也没有可探测到的大气对二氧化碳(CO2)或其他物种?”作者写道。
TRAPPIST-1 是一颗非常暗淡的恒星,发出的光只有太阳的千分之一。然而,1b 距离地球如此之近(仅需 1.5 天即可绕行一圈),它所受到的辐射量是地球的四倍。虽然这比水星受到的辐射量要少,但比金星要多得多,所以我们可以肯定它的温度非常高。
TRAPPIST-1b 没有大气层的原因尚不清楚。它已有 76 亿年历史,有足够的时间失去大气层。天体生物学家担心红矮星?可能严重剥夺宜居带行星的大气层,从而夺走银河系中大多数可能存在生命的地点,以及几乎所有距离地球 10 光年内的地点。然而,一些研究人员。
由于 TRAPPIST-1b 比宜居带更近,因此更容易受到大气损失的影响,因此,没有大气层并不会排除其姊妹行星的存在前景,但这不是一个好兆头。
该研究发表于自然。