詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST) 第二次尋找系外行星上濃厚的大氣層，但再次失敗，這次的目標是 已知最令人興奮的行星系統之一。天文學家今天報告稱，TRAPPIST-1 c 行星上可能沒有誘人的大氣層，正如他們幾個月前報告的 其鄰居 TRAPPIST-1 b 一樣。
TRAPPIST-1 系統中其他五顆行星仍然有可能擁有濃厚的大氣層，其中包含地質和生物學上有趣的化合物，例如二氧化碳、甲烷或氧氣。但迄今為止研究的兩顆行星似乎沒有或幾乎沒有大氣層。
馬克斯·普朗克天文研究所（位於德國海德堡）的系外行星研究員塞巴斯蒂安·齊巴說，由於這種型別的行星在許多恆星周圍都很常見，“這將肯定會減少可能適宜居住的行星數量”。他和他的同事在《自然》雜誌上描述了這一發現。
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具有恆星力量的系統
所有七顆 TRAPPIST-1 行星都圍繞著一顆距離地球約 12 秒差距（40 光年）的恆星執行，都具有岩石表面，並且大小與地球大致相同。天文學家認為該系統是研究行星如何形成、演化並可能變得適宜居住的最佳天然實驗室之一。這些行星是 JWST 的主要目標，JWST 於 2021 年發射，其功能足以比哈勃太空望遠鏡等其他天文臺更詳細地探測它們的大氣層。
這些行星的宿主恆星是一顆昏暗的低溫恆星，稱為 M 矮星，它是銀河系中最常見的恆星型別。它會噴射出大量的紫外線輻射，這可能會侵蝕附近行星上的任何大氣層。
該系統最內層的行星 TRAPPIST-1 b 受到的輻射量是地球從太陽接收到的輻射量的四倍，因此當 JWST 發現它沒有實質性大氣層時，這並不令人意外。但緊隨其後的 TRAPPIST-1 c 軌道距離其恆星更遠，而且似乎較冷的行星可能已經設法保留了更多的大氣層。
齊巴的團隊在 10 月和 11 月期間四次將 JWST 指向 TRAPPIST-1 系統，使科學家能夠計算出 TRAPPIST-1 c 面向恆星一側的表面溫度約為 107 °C——太熱而無法維持富含二氧化碳的濃厚大氣層。
低水位線
透過將觀測結果與行星可能化學成分的模型進行比較，科學家們還得出結論，TRAPPIST-1 c 在形成時水分很少——不到地球海洋水量的十分之一。行星誕生時水量少以及今天缺乏濃厚的二氧化碳大氣層共同表明，TRAPPIST-1 c 從未擁有許多宜居性成分。
但該系統中其他行星可能仍有希望。華盛頓大學西雅圖分校的行星科學家 Joshua Krissansen-Totton 在 6 月 8 日釋出在 arXiv 預印本伺服器上的一篇論文中報告說，TRAPPIST-1 行星 e 和 f——距離恆星第四和第五遠的行星——可能仍然具有濃厚的大氣層，因為它們距離恆星足夠遠，可以避免像行星 b 和 c 那樣被吹走所有水分。
換句話說，科學家在行星 b 和 c 上發現的東西可能並不能說明外行星的大氣層可能是什麼樣子。“我認為對外行星保留大氣層的前景保持不可知論是有道理的，”Krissansen-Totton 說。
本文經許可轉載，並於 2023 年 6 月 19 日首次發表。