詹姆斯.韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)回的第一張TRAPPIST-1星系圖像

藝術(shù)家對于TRAPPIST-1系外行星系統(tǒng)的概念構(gòu)想圖，它距離地球僅39光年。該星系有著7顆巖石行星，與地球大小近似，其中至少3顆可能適宜生命生存。美國航空航天局的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡首次觀測到了這些神秘的異世界，研究人員公布了他們的初步成果。圖片來源：美國航空航天局/噴氣推進實驗室/《自然》雜志。

詹姆斯.韋伯望遠(yuǎn)鏡對TRAPPIST-1星系的首次觀測

去年6月，美國宇航局的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，開始觀測距地球不遠(yuǎn)的神秘的TRAPPIST-1系外行星系統(tǒng)?，F(xiàn)在，備受期待的第一個成果出來了。在馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所研討會上，蒙特利爾大學(xué)的天文學(xué)家比約恩·本奈克，公布了這一成果。正如本奈克對天文學(xué)聽眾所說：我們正在做一些有意義的事情。

之后第二天，資深科學(xué)記者亞歷山德拉.維茨在《自然》雜志上，報道了本奈克的演講。相關(guān)科學(xué)論文，會于2023年初開始著手發(fā)表。

為什么該成果關(guān)注度這么高？事實上，TRAPPIST-1星系是韋伯太空望遠(yuǎn)鏡最關(guān)切的預(yù)期目標(biāo)之一。該星系包含不少于七顆巖石行星，它們的大小都與地球相似。至少有三顆行星位于該恒星的適居區(qū)，因為那里的溫度適宜，可能存在液態(tài)水。剩下的其它行星也都靠近適居帶。而且所有這些適居行星，距離地球只有39光年。

這些韋伯的新發(fā)現(xiàn)，還是初步成果。因此，現(xiàn)在還不能得出結(jié)論：七顆巖石行星中的某一顆——它們的大小均與地球相似——是否能夠支持生命生存。不過，這已經(jīng)顯示了韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，有著探究這一神秘星系的潛力。

行星TRAPPIST-1b 和 行星TRAPPIST-1g

最初的觀測集中在該星系的兩顆行星上：TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1g。行星b距離其母恒星最近，行星g距離排在第二位（行星TRAPPIST-1h距離其母恒星最遠(yuǎn)）,其半徑是行星中最大的，約為地球的1.154倍。到目前為止的觀測結(jié)果表明，它不太可能具有一個厚的原始?xì)湓卮髿鈱?。一般更大的氣態(tài)冰巨星，比如我們太陽系中的木星或海王星，往往都有著這樣的大氣層。這意味著行星g可能有一個更薄的、更貼近地表的大氣層，就像地球、金星或火星那樣。如果是這樣的話，這將有利于生命的存活，因為這些是次級大氣，在數(shù)百萬年或數(shù)十億年的時間里，已經(jīng)發(fā)生了重大的化學(xué)質(zhì)變。例如，地球上主要的氮元素大氣層，在生命進化過程中，隨著時間推移而改變。

需要更多的觀測

然而，仍然需要更多的觀測結(jié)果，來確認(rèn)行星TRAPPIST-1g的大氣層是什么樣的——如果它確實有大氣層的話。因為TRAPPIST-1星系行星很小，離恒星很近，而距離我們地球又很遠(yuǎn)（39光年）。即使是借助韋伯望遠(yuǎn)鏡，也需要收集，行星在母恒星前方經(jīng)過的多個公轉(zhuǎn)軌道數(shù)據(jù)，來詳細(xì)分析其大氣層狀況。更大的系外行星，如WASP-39b，則更容易研究。

行星TRAPPIST-1b的情況更是如此，因為它比行星g更小，距離母恒星更近。正如維茨所說：

蒙特利爾大學(xué)的奧利維亞·林，展示了韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，對于該星系最內(nèi)層行星TRAPPIST-1b的兩次觀測結(jié)果。她也還沒能梳理出其大氣層情況。但初步研究表明，它和行星1g一樣，估計沒有稀薄的富氫大氣。

放大視圖。|TRAPPIST-1系統(tǒng)行星的大小比較圖，按照與母恒星的距離遠(yuǎn)近順序排列（未按實際距離比例）。圖中各行星表面，是藝術(shù)家根據(jù)其自身對行星的概念構(gòu)想，描繪出來的。圖片來源：美國航空航天局/R. Hurt/ T. Pyle/歐洲南方天文臺。

TRAPPIST-1星系“全家?！?/p>

雖然這些初步成果，聽起來不那么令人興奮，但是，相信對該星系所有七顆行星的研究，后續(xù)會有更多的反饋。事實上，正如美國宇航局戈達德太空飛行中心的天文學(xué)家尼科爾.科朗所說：

“明年內(nèi)我們將對TRAPPIST-1星系有一個全面觀測研究，我們將擁有一張TRAPPIST-1星系的‘全家福’?！?/p>

看看這七顆行星中，有幾顆有大氣層（如果有的話），以及它們之間的相互比較，這會很有趣。之前擔(dān)心：可能一些行星已經(jīng)失去了其大氣層。這是因為它們環(huán)繞著一顆紅矮星運行。紅矮星以高度活躍而聞名，它會發(fā)出強烈的恒星耀斑，如果距離它太近的話，會將行星的大氣層“剝”離。當(dāng)然，這仍是一個備受爭議的話題。2021年的一項研究表明，許多紅矮星的行星實際上最終可能不會受到恒星耀斑的影響。

美國天文學(xué)會第241次會議上，關(guān)于TRAPPIST-1的信息

即將在華盛頓州西雅圖舉行的美國天文學(xué)會第241屆會議（2023年1月8日至12日）上，會發(fā)布TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1g的最新信息。

TRAPPIST-1b摘要：

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在SOSS模式下使用NIRISS，對氣候溫暖的與地球大小近似的TRAPPIST-1b行星，進行了兩次凌“日”觀測，在本次會議上，將展示首次高精度凌“日”光譜。

TRAPPIST-1g摘要：

巖石體的、地球型系外行星TRAPPIST-1g，特別適合這類初步研究，因為受母恒星輻射低，其表面易形成宜居條件，而與其它圍繞類太陽恒星運行的行星相比，1g行星強烈放大了可觀測到的光譜凌日特征。會議將展示韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測到的，處于宜居帶的地球型系外行星TRAPPIST-1g的首次高精度光譜，覆蓋0.6-5.3μm的全光譜范圍，通過使用NIRSpec PRISM BOTS模式，兩次凌日觀測獲得。

這些觀測的靈敏度，足以檢測次級陸地大氣的各種成分，如果存在，CO2、H2O、CH4、NH3和SO2的分子帶很可能可以直接檢測到。

對于那些，一直關(guān)注TRAPPIST-1星系的觀測結(jié)果和后續(xù)研究的人來說，2023年應(yīng)該是有趣而令人興奮的一年。韋伯太空望遠(yuǎn)鏡會發(fā)現(xiàn)些什么呢？

總結(jié)來說：研究人員公布了韋伯初步觀測到的TRAPPIST-1系外星系的成果。（該星系包含七個與地球大小近似的潛在宜居星球。）

BY:Paul Scott Andersonand

FY: 椒椒

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