詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 第二次寻找系外行星上浓厚的大气层，但再次失败，这次的目标是 已知最令人兴奋的行星系统之一。天文学家今天报告称，TRAPPIST-1 c 行星上可能没有诱人的大气层，正如他们几个月前报告的 其邻居 TRAPPIST-1 b 一样。
TRAPPIST-1 系统中其他五颗行星仍然有可能拥有浓厚的大气层，其中包含地质和生物学上有趣的化合物，例如二氧化碳、甲烷或氧气。但迄今为止研究的两颗行星似乎没有或几乎没有大气层。
马克斯·普朗克天文研究所（位于德国海德堡）的系外行星研究员塞巴斯蒂安·齐巴说，由于这种类型的行星在许多恒星周围都很常见，“这将肯定会减少可能适宜居住的行星数量”。他和他的同事在《自然》杂志上描述了这一发现。
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具有恒星力量的系统
所有七颗 TRAPPIST-1 行星都围绕着一颗距离地球约 12 秒差距（40 光年）的恒星运行，都具有岩石表面，并且大小与地球大致相同。天文学家认为该系统是研究行星如何形成、演化并可能变得适宜居住的最佳天然实验室之一。这些行星是 JWST 的主要目标，JWST 于 2021 年发射，其功能足以比哈勃太空望远镜等其他天文台更详细地探测它们的大气层。
这些行星的宿主恒星是一颗昏暗的低温恒星，称为 M 矮星，它是银河系中最常见的恒星类型。它会喷射出大量的紫外线辐射，这可能会侵蚀附近行星上的任何大气层。
该系统最内层的行星 TRAPPIST-1 b 受到的辐射量是地球从太阳接收到的辐射量的四倍，因此当 JWST 发现它没有实质性大气层时，这并不令人意外。但紧随其后的 TRAPPIST-1 c 轨道距离其恒星更远，而且似乎较冷的行星可能已经设法保留了更多的大气层。
齐巴的团队在 10 月和 11 月期间四次将 JWST 指向 TRAPPIST-1 系统，使科学家能够计算出 TRAPPIST-1 c 面向恒星一侧的表面温度约为 107 °C——太热而无法维持富含二氧化碳的浓厚大气层。
低水位线
通过将观测结果与行星可能化学成分的模型进行比较，科学家们还得出结论，TRAPPIST-1 c 在形成时水分很少——不到地球海洋水量的十分之一。行星诞生时水量少以及今天缺乏浓厚的二氧化碳大气层共同表明，TRAPPIST-1 c 从未拥有许多宜居性成分。
但该系统中其他行星可能仍有希望。华盛顿大学西雅图分校的行星科学家 Joshua Krissansen-Totton 在 6 月 8 日发布在 arXiv 预印本服务器上的一篇论文中报告说，TRAPPIST-1 行星 e 和 f——距离恒星第四和第五远的行星——可能仍然具有浓厚的大气层，因为它们距离恒星足够远，可以避免像行星 b 和 c 那样被吹走所有水分。
换句话说，科学家在行星 b 和 c 上发现的东西可能并不能说明外行星的大气层可能是什么样子。“我认为对外行星保留大气层的前景保持不可知论是有道理的，”Krissansen-Totton 说。
本文经许可转载，并于 2023 年 6 月 19 日首次发表。