天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）证实，行星TRAPPIST-1b可能没有大气层。研究人员一直很兴奋能够使用这架新望远镜探索它及其六个兄弟行星，这些行星都大致与地球大小相当，并且围绕一颗距离地球12秒差距（39光年）的恒星运行。该系统是研究行星上环境条件如何产生，以及它们如何变得适合生命存在的独特实验室。
去年11月和12月，JWST通过寻找TRAPPIST-1b辐射出的热量来搜索其大气层。“你可以实际测量行星的光芒”，美国宇航局艾姆斯研究中心的天文学家托马斯·格林说。他和他的同事于3月27日在《自然》杂志上报告了他们的研究结果。
尽管这一发现对于那些希望存在大气层的人来说可能令人失望，但科学家表示，这项工作展示了JWST的变革性力量，并为TRAPPIST-1系统带来更多成果打开了大门。
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先前使用哈勃和斯皮策太空望远镜进行的、采用不同技术的研究表明，TRAPPIST-1b（该系统中最内侧的行星）可能没有主要由氢气构成的大而蓬松的大气层。但是研究人员无法排除它是否具有像数十亿年前的地球可能拥有的稠密大气层。
行星实验室
JWST观察了TRAPPIST-1的中红外波长的光（比人眼可见的红色红20倍），以观察当TRAPPIST-1b移动到恒星后面时，辐射如何变化。通过测量恒星和行星一起的亮度与单独恒星的亮度，天文学家可以计算出有多少辐射来自行星。
如果TRAPPIST-1b有大气层，它将重新循环从恒星吸收的能量，并且看起来不如格林和他的同事测量的那么亮。观测结果没有揭示该行星上存在二氧化碳，而JWST本可能能够发现二氧化碳。
TRAPPIST-1b没有大气层并不令人惊讶，因为它受到的辐射是地球从太阳接收到的辐射的四倍。TRAPPIST-1也受到恒星耀斑和其他活动的困扰，这些活动将辐射发送到其行星上，可能会清除大气层。尽管如此，理解这些条件至关重要，因为M矮星（例如TRAPPIST-1这样的低温、昏暗的恒星）通常有地球大小的行星绕其运行。
研究TRAPPIST-1系统的关键早期步骤是利用JWST的力量来了解恒星本身，马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的系外行星研究员朱利安·德·威特说：“认识你的恒星”应该先于“认识你的行星”。他说，天文学家应该共同努力，使用JWST的多种技术研究TRAPPIST-1，以尽可能充分地了解这颗恒星。否则，研究人员将难以解释他们在行星观测中看到的内容，因为恒星的活动可能会污染这些测量结果。
更多的发现肯定会到来。其他研究团队一直在使用JWST研究TRAPPIST-1b，以及该系统中的其他行星。这包括TRAPPIST-1b的邻居TRAPPIST-1c，这是一颗足够靠近其恒星的行星，JWST可以研究其光芒。预计所有这些的出版物即将问世。
本文经许可转载，最初于2023年3月27日首次发表。