詹姆斯·韦伯太空望远镜探测了一颗系外岩石行星，那里太糟糕了！

由于詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）能够探测和研究围绕其他恒星运行的遥远行星的大气，所以，系外行星爱好者们一直期待着，JWST能在著名的“TRAPPIST-1”系统中获得一些星球的第一批数据。在这个系统中，有七颗地球大小的行星围绕着一颗红矮星运行，其中有几颗位于宜居带。

上图：这幅图显示了热岩石系外行星TRAPPIST-1b的样子。

今天，一项关于这个星系最内部行星“Trappist-1b”的新研究发布。研究的作者非常坦率地说：这个世界很可能根本没有大气层。此外，据我们所知，那里可能存在生命的条件，只会变得更糟。

这颗行星的轨道离恒星非常近，因此，它受到的辐射是地球从太阳那里得到的辐射的四倍。它白天的温度达到500开尔文（大约230°C，或450°F），这简直就是烤披萨的完美温度。

此前，哈勃和斯皮策太空望远镜已经观测过TRAPPIST-1系统中的所有行星，到目前为止，还没有探测到大气特征。但是，天文学家仍然不能排除这种可能性。凭借JWST的红外能力，它有能力探测“重”分子，如二氧化碳、氧气和甲烷。因此有可能确定TRAPPIST-1的行星是否有大气层，如果有，它们是由什么组成的。

美国宇航局艾姆斯研究中心的天体物理学家托马斯·格林（Thomas Greene）说：“这些观测确实利用了韦伯的中红外能力。”他是这项发表在《自然》杂志上的研究的主要作者。“以前没有望远镜能有这样的灵敏度来测量如此微弱的中红外光。”

上图：光线曲线显示了TRAPPIST-1系统亮度的变化，因为最内侧的行星TRAPPIST-1b在恒星后面移动。这种现象被称为二次日食。

该星系最里面的行星“TRAPPIST-1 b”的轨道距离大约是地球的百分之一，因此不在该系统的宜居带内。由于恶劣的环境，它也不可能有大气层。

因此，研究人员几乎没有发现二氧化碳或其他物种对大气的吸收，这也就不足为奇了。这可能是因为TRAPPIST-1b吸收了几乎所有来自红矮星的辐射，而且没有高压大气。

不过，还有一种方法可以寻找大气的痕迹，那就是测量行星的温度。

天体物理学家托马斯·格林和同事们使用JWST的中红外仪器（MIRI）来评估TRAPPIST-1b的热发射，该仪器可以观测中长波长辐射。根据他们的论文，他们探测到了这颗行星的二次日食，也就是Trappist-1b从它的恒星后面经过时，能够测量到行星的白天温度。为此，他们解释说：

“当行星在恒星旁边时，恒星和行星昼侧发出的光都会到达望远镜，系统看起来更亮。当行星在恒星后面时，行星发出的光被阻挡，只有恒星光到达望远镜，导致表观亮度下降。天文学家可以用恒星和行星的亮度之和减去恒星的亮度，计算出有多少红外光来自行星的昼侧。然后用它来计算白天的温度。”

研究小组说，这种类型的观察本身就是一个重要的里程碑。这颗恒星比行星亮1000多倍，亮度变化不到0.1%。

上图：使用韦布中红外仪器（MIRI）测量的TRAPPIST-1b的日间温度与计算机模型的比较，显示了在各种条件下的温度。

湾区环境研究所的博士后研究员泰勒·贝尔（Taylor Bell）分析了新闻稿中引用的数据，他说：“还有一些人担心我们会错过日食。行星都是相互牵引力的，所以轨道并不完美。但这真是令人惊叹：我们在数据中看到的日食时间与预测的时间相差不超过几分钟。”

研究小组表示，他们希望对TRAPPIST 1b进行更多的观察，因为他们想了解更多关于这颗行星的热量再分配。此外，这一观测可以帮助我们了解未来对其他TRAPPIST-1系统行星的观测（以及其他红矮星行星的性质），以及它们与我们太阳系中的红矮星行星有何不同。

所以，请继续关注 JWST 关于该系统中下一个行星世界的数据。

詹姆斯韦伯詹姆斯

【直营】太空之眼：哈勃望远镜25年太空探索全记录 国家地理出品 ￥89 购买

---

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！