JWST首次瞥见有潜在可居住世界的7行星系统

天文学家一直渴望有一架标志性的望远镜来研究TRAPPIST-1系统。

亚历山德拉·维茨



这张渲染图展示的TRAPPIST-1系统有七颗地球大小的行星围绕着一颗相对较冷的恒星旋转。鸣谢:美国宇航局/JPL加州理工学院

詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)首次看到了一组备受期待的目标——围绕恒星TRAPPIST-1的七颗地球大小的行星中的一些行星的大气层，距离地球仅12秒差距(39光年)。这七颗行星都位于其恒星的可居住区内或附近，那里可能存在液态水，天文学家认为它们是研究太阳系以外的行星适合生命存在的最著名的实验室。

这七个外星世界可以帮助解释行星是如何形成的

到目前为止，研究人员所看到的都是初步的，还没有表明这些行星实际上可能有什么样的大气层。但是，如果它们有含有二氧化碳或甲烷等有趣分子的稠密大气层，这台价值100亿美元的望远镜将能够在未来几个月或几年内探测到它们。没有其他天文台有足够的能力来发现这些大气。

12月13日，蒙特利尔大学的天文学家比约恩·本内克(bjrn benne ke)在马里兰州巴尔的摩举行的JWST第一次成果研讨会上说，“我们开始工作了。”。

珍贵的行星

TRAPPIST-1行星系统，绘制出来的2017年，为天文学家提供了多个机会来了解单个恒星周围地球大小的世界的形成和演化。这颗恒星相对较暗且较冷，七大行星离它的距离比水星绕太阳的距离还要近。

JWST号在第一年的科学运作中观测所有的行星，始于六月。许多这样的观察已经进行了，但是直到本周在JWST操作中心太空望远镜科学研究所举行的研讨会之前，都没有公开展示过。



TRAPPIST-1系统中的所有行星都比水星离太阳更近。鸣谢:美国宇航局/JPL加州理工学院

TRAPPIST-1行星被命名为b到h，b离恒星最近，h离恒星最远。

Benneke展示了第一批TRAPPIST-1g的JWST研究。到目前为止，望远镜已经能够确定它可能没有富含氢气的大气层——这相对容易发现，因为它的体积太大了。这可能意味着这颗行星有更稠密的大气层，由更重的分子组成，如二氧化碳，或者根本没有大气层。

JWST研究行星大气层主要是通过观察当行星从恒星面前经过时，它们如何过滤穿过它们的星光。哪些分子构成了行星的大气层，这可以表明它是如何进化的，以及它的表面是否可能有生命。在研究人员知道TRAPPIST-1g是否有大气层，以及它是由什么组成之前，需要更多的观察和时间来分析迄今为止收集的数据。

构建“全家福”

TRAPPIST-1的数据比从更大的系外行星收集的数据更难分析，包括WASP-39b，一颗接近木星大小的行星JWST已经详细研究过了。TRAPPIST-1的行星要小得多，来自它们大气层的信号更难梳理。TRAPPIST-1中的磁扰动也能引起混淆数据解释的信号。



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“我们需要第一眼就知道我们在处理什么，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天文学家克尼科尔·科隆说，他没有参与这项工作。Benneke拒绝与记者谈论TRAPPIST-1g的结果，引用了一份科学杂志上正在审查的论文。

在会议的海报展示中，蒙特利尔大学的Olivia Lim展示了对该系统最内层行星TRAPPIST-1b的两次JWST观测。她也还没能梳理出一个指示行星大气的信号。但初步研究表明，它像1g行星一样，可能没有膨胀的富含氢气的大气层。

Lim已经掌握了其他TRAPPIST-1行星的更多观测数据，包括上周拍摄的一张，在JWST结果的挤压下，她还没有时间查看。“这很令人兴奋，”她说。

但是关于这个非凡的行星系统的更多结果正在路上，科隆说:“明年我们将会有一张全家福。”