在天球上的“巨蟹座”方向,距离地球约40光年处,有一颗名为“TRAPPIST – 1(特拉比斯特1)”的红矮星。这颗红矮星因周围发现了7颗与地球大小相近的系外行星而闻名。
此次,由芝加哥大学/蒙特利尔大学的Caroline Piaulet – Ghorayeb等人组成的研究团队,发表了利用詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)对从内侧数第三颗行星“TRAPPIST – 1 d”大气的研究成果。
TRAPPIST – 1 d直径约为地球的0.79倍,质量约为地球的0.39倍。它与主星TRAPPIST – 1的距离约0.02天文单位(约为日地距离的2%),公转周期(该行星的一年)仅约4.05日。
“类地尺寸的系外行星”总会让人关注其“存在生命的可能性”。研究团队通过詹姆斯·韦布空间望远镜的近红外光谱仪“NIRSpec”观测TRAPPIST – 1 d,结果未检测到地球大气中常见的水、甲烷和二氧化碳等分子。
不过,目前尚未明确无法检测到这些分子的原因。有可能是其大气像火星一样稀薄,导致检测困难;也可能像金星大气那样,高层云阻碍了对大气中分子的检测;当然,也存在根本没有大气的可能性。
红矮星在银河系中较为常见,同时也是因易发生耀斑(恒星表面的爆发现象)等而具有高活动性的恒星。有观点认为,即便其周围形成了行星,红矮星释放的紫外线、X射线和恒星风也可能会剥离行星的大气。
此前詹姆斯·韦布空间望远镜已对TRAPPIST – 1行星系统进行过观测,并报告了从内侧开始的“TRAPPIST – 1 b”和“TRAPPIST – 1 c”的观测结果,二者均不具备类似地球的大气,此次TRAPPIST – 1 d的观测结果与之相符。
目前尚未发现TRAPPIST – 1存在“对地球生命而言宜居环境的行星”,但Piaulet – Ghorayeb表示“希望尚存”。
此前报告大气观测结果的TRAPPIST – 1的三颗行星都靠近主星,其中最外侧的TRAPPIST – 1 d(本次研究对象)也在宜居带内侧边界附近公转。
然而,更外侧公转的四颗行星“TRAPPIST – 1 e”“TRAPPIST – 1 f”“TRAPPIST – 1 g”“TRAPPIST – 1 h”中,e、f、g三颗在宜居带内公转,Piaulet – Ghorayeb所说的“希望”即指这些外侧行星。
耀斑等影响随与主星距离增加而减弱,外侧行星更有可能拥有大气。未来观测可能检测到这些行星的大气及所含分子,但因与主星距离远,行星温度低,即便使用詹姆斯·韦布空间望远镜检测也可能存在困难。
拥有7颗类地行星的TRAPPIST – 1,可能为理解红矮星周围形成的行星能否保持大气提供宝贵信息,这对于解答“我们是否孤独存在?”这一问题也具有重要意义。
詹姆斯·韦布空间望远镜对太阳系外行星“TRAPPIST-1 d”展开观测,其是否存在大气?
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韦布望远镜观测系外行星,期待后续!
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