研究表明，TRAPPIST – 1星系行星或遍布水体### 研究表明：TRAPPIST – 1行星可能遍布水
– **发布时间**：2025年5月20日 作者：马修·威廉姆斯
*TRAPPIST – 1系统示意图，未按比例绘制。（美国国家航空航天局/喷气推进实验室 – 加州理工学院）*
最新研究表明，一个距离地球约40光年的七行星系统可能遍布水。
2017年2月，科学家宣布发现了几颗围绕红矮星TRAPPIST – 1运行的系外行星，自那以后，天文学家就一直在密切监测该系统，以寻找潜在的生命迹象（即生物特征）。
根据最近的研究结果，这些行星可能拥有生命最关键的元素之一——水。
自发现以来，科学家们一直在争论TRAPPIST – 1系统中的行星是否适合居住。就像半人马座比邻星系统及其类似地球的行星（比邻星b）一样，争论的焦点集中在它们的母星——M型（红矮星）恒星上。这些恒星比我们的太阳更小、更冷，并且以容易产生耀斑活动而闻名。
另一个主要问题是该系统中水的可获取性。先前的研究结果表明，围绕红矮星运行的行星可能有过多的水，但它们可能无法长时间留住水。
这些发现得到了其他研究的支持，这些研究表明，由于宿主恒星强烈的紫外线辐射，这些行星的水大量流失到太空中。
在一项新的研究中，由华盛顿大学的天体生物学家特伦特·托马斯领导的研究团队探讨了詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）最近的发现。
*TRAPPIST系外行星内部建模。（美国国家航空航天局/喷气推进实验室 – 加州理工学院/R. 赫特（IPAC））*
JWST最近对TRAPPIST – 1 c的观测排除了浓厚二氧化碳大气层的存在，这表明该行星并不像之前认为的那样“类似金星”。然而，这些观测并没有排除水蒸气或其化学分解产生的氧气的存在。
正如研究团队在论文中所解释的，“维持大气中的水蒸气需要有现今的水源，比如火山喷发排气。”
为了研究这种可能性，并估计TRAPPIST – 1行星上合理的排气率，该团队基于太阳系中的岩石行星（水星、金星、地球和火星）开发了一个理论排气模型。然后，他们根据对该系统的观测以及对其地球化学的了解应用筛选条件，以限制合理的情况。
他们的研究结果表明，这七颗行星的排气率将在地球的0.03倍到8倍之间。然而，他们还发现，岩浆侵位速率（岩浆在行星中移动的速度）与火星相似。
虽然有迹象表明火星表面下仍有岩浆，但它被认为是“火山活动死寂”的。TRAPPIST – 1行星可能也是如此。
“我们对岩浆侵位速率的模型结果也表明，TRAPPIST – 1行星目前更有可能火山活动程度低或没有火山活动，”研究人员在论文中写道。
“我们的结果表明，TRAPPIST – 1行星的水排气率更有可能低于地球，但合理范围也包括比地球高一个数量级的排气率。”
他们的结果进一步表明，TRAPPIST – 1行星可能拥有相对干燥、类似地球的地幔。但正如他们所强调的，水有可能占其质量分数的1%。
“我们的结果表明，在更广泛探索的地幔水含量范围内，更倾向于较干燥的地幔，”研究团队解释道。
“这是由于我们假设TRAPPIST – 1行星具有类地内部结构，在地幔水含量在TRAPPIST – 1系统54亿年的年龄中始终保持低于1%（重量上限）。较低地幔H₂O值的偏好与地球的地幔水含量更一致。”
考虑到虽然水覆盖了地球表面约71%，但它仅占地球总质量的约0.02%，这一点尤其有趣。
这可能意味着，在TRAPPIST – 1的宜居带内运行的行星火山活动不活跃，并且拥有不同程度的水，从潜在的‘水世界’和贫瘠的岩石世界，到被海洋覆盖的类似地球的行星。
这些结果强化了TRAPPIST – 1系统不缺水的观点。不幸的是，关于其宜居性仍有许多问题。
幸运的是，韦布对TRAPPIST – 1（以及其他红矮星系统）的观测仍处于初期阶段。更多的观测将使天文学家能够确定该系统的潜在宜居性。
他们的研究结果发表在arXiv上的预印本中。
为什么科学家们一直无法确定这些行星是否适合居住呢？