天文学家劳拉·克雷德伯格承认，她最初对她最新的研究结果有点担心。对一颗围绕红矮星LHS 3844运行的行星的观测似乎表明，这颗比我们的世界大30%的岩石超级地球几乎没有或根本没有大气层。
克雷德伯格的担忧源于这样一个事实：研究人员正处于一场关于红矮星周围行星宜居性的激烈辩论之中，红矮星占我们星系恒星的70%。如果围绕这些比我们的太阳更小更冷的矮星运行的世界能够成为生物学的良好居所，那么充满生命的宇宙就更有可能存在。
但红矮星是严酷的宿主，它们频繁地爆发耀斑，其中包含可能使行星表面消毒的X射线和紫外线辐射，以及能够剥离行星保护性大气层的高能恒星风。克雷德伯格和她的同事们在《自然》杂志八月刊上发表的研究结果，可以被视为反对小红矮星周围的行星可以提供滋养环境的观点的证据。
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近年来，天文学家宣布了许多关于红矮星的令人兴奋的发现，例如比邻星b，一颗可能宜居的行星，围绕着我们太阳系最近的恒星运行，以及TRAPPIST-1系统，其中包含了惊人的七个地球大小的世界。红矮星不仅数量众多，而且还是寿命最长的恒星，其寿命可以跨越10万亿年——比我们的太阳长1000倍。如果生物圈在红矮星世界中出现，它可能会持续异常长的时间。
因此，天文学家有兴趣知道红矮星的行星是否是寻找生物的好地方。“为了拥有我们所知的生命，你需要有液态水，”《自然》杂志研究报告的共同作者、哈佛大学和史密森尼学会天体物理学中心（CfA）的天体物理学家亚伯拉罕·勒布说。“为了拥有液态水，你需要一个大气层。”
克雷德伯格也在CfA工作，她一直有每天查看NASA凌星系外行星巡天卫星（TESS）新结果的习惯，这是一颗在太空中运行的观测卫星，用于寻找附近的“凌星”宿主恒星的行星——掠过这些恒星宿主的表面，并将阴影投向我们的太阳系。在TESS的首批发现中，就包括岩石世界LHS 3844 b，它距离地球仅不到49光年，克雷德伯格很快意识到，它是测试红矮星系外行星大气层保持能力的理想位置。
LHS 3844 b围绕其母星的轨道非常近，仅需11个小时即可绕行一周。这种轨道或多或少保证了恒星的引力已经潮汐锁定了这颗行星，这意味着这个世界的一侧始终面向恒星。这颗系外行星的白昼面非常炎热，而其面向太空的半球则处于寒冷之中。
虽然这颗系外行星受到的辐射是地球的70倍，但克雷德伯格表示，在这个距离上，它不一定会失去大气层。例如，一层厚厚的二氧化碳包层可能足够重，能够承受来自附近恒星的轰击。或者，这个世界可能曾经包含一片广阔的海洋，但被强烈的星光煮沸了，这也将水分解成其组成分子。较轻的氢气可能已经飘走了，留下纯氧的大气层。
虽然研究人员无法直接看到这颗行星，但他们使用NASA的红外斯皮策太空望远镜，有效地测量了它的温度，探测到来自其宿主恒星的热辐射的周期性变化，这是由行星的轨道运动引起的。就像我们天空中的月球一样，LHS 3844 b在绕其轨道运行时，会向地球上的观测者展示不同的面貌：它轮流展示其较热的白昼面或较冷的夜晚面，这微妙地改变了天文学家看到的来自恒星的红外辐射量。从地球上看，这颗行星还在其轨道的一部分完全运行到恒星的后面，完全消除了其热量，使科学家能够确定其对恒星热辐射的总贡献。基于这些测量，克雷德伯格的团队估计，这颗行星的夜晚面温度为零下273摄氏度，而白昼面温度为炙热的767摄氏度。
调节大气层的存在应该允许热量在半球之间传递，从而减少这种极端情况。但计算机模型表明，只有当这颗行星的大气层极其稀薄时，LHS 3844 b的温差才会出现并持续存在，最多只有地球压力的十分之一，而且很可能根本没有大气层。
维也纳大学的天体物理学家科林·约翰斯顿说，大量的理论工作已经暗示，由于极端环境，围绕红矮星运行的世界很难形成或保持重要的大气层。约翰斯顿没有参与这项新研究。但是，像LHS 3844 b这样靠近恒星的行星的特征，对于像TRAPPIST-1的世界或比邻星b这样离母星更远的行星意味着什么，还不是很清楚。
约翰斯顿说：“这是一个更多的证据，表明这些恒星不会有宜居行星，”尽管他警告不要根据单个例子做出草率的判断。
由于LHS 3844 b远在传统宜居带内——恒星周围的一个区域，行星被星光充分加热，以使其表面存在液态水——因此，这个零结果并没有让哥伦比亚大学的天文学博士候选人蒂芙尼·詹森感到不安，她也没有参与最近的工作。
她说：“在一颗行星上发现缺乏大气层，并不会降低宜居带中的行星拥有大气层的可能性。”
但勒布反驳说，红矮星附近发生的事情与更遥远的行星有关。他之前曾进行过理论计算，表明红矮星容易吹走其宜居带中系外行星的大气层。尽管LHS 3844 b只是一个例子，并且比宜居行星更靠近其恒星，但它提供了大气剥离发生的重要的证据。勒布说，外推法表明，更远的地方也可能出现类似的结果。
这场讨论可能会持续下去，直到天文学家能够检查更多的案例。即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）是一架红外观测台，其镜面的集光能力将是哈勃太空望远镜的6.25倍，它将在测量来自遥远系外行星的热量方面具有革命性的能力，克雷德伯格说。
其他团队已经承诺在JWST的第一年使用时间来检查TRAPPIST-1 b行星（在TRAPPIST-1系统中发现）和Gliese 1132 b行星（也围绕红矮星运行）的温度。该望远镜目前计划于2021年发射，届时将有强大的30米级地面观测台加入，预计将在下一个十年初上线，可以进行类似的研究。
克雷德伯格最初对LHS 3844 b的失望最终消散了。“如果你是一个外星人，看着我们的太阳系，看到水星，你可能会有点沮丧，”她说，但我们的宇宙后院包含着各种各样的大气层。
研究人员仍在努力理解行星大气层是如何产生的，而且还有很多未知之处。“对于每一种如何去除行星大气层的想法，都有另一种如何保持或制造新大气层的想法，”克雷德伯格说。“我认为这还不能算是反对者的胜利点。”