在一个广阔的宇宙中，生命迹象稀少，TRAPPIST-1 系统却充满了可能性。该系统拥有七颗岩石行星，它们都与地球大小相似，并且可能拥有可探测的大气层。
发表在《天体物理学杂志通讯》上的一项新研究调查了 TRAPPIST-1 e，这颗行星位于该系统“宜居带”中最有利的位置，距离既不太热，也不太冷，恰好适合其表面存在液态水。
缩小系外行星大气层的范围
这项研究利用了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的力量，它是哈勃太空望远镜的继任者，旨在评估 TRAPPIST-1 e 的大气层。这颗行星围绕着一颗距地球约 40 光年的小型红矮星运行。
自 2016 年研究人员确定其有利条件以来，TRAPPIST-1 系统一直是恒星研究的热点。虽然 TRAPPIST-1 系统中另一颗位于宜居带的行星后来被发现没有大气层，但 TRAPPIST-1 e 仍然是希望的源泉。
这项研究未能明确绘制出 TRAPPIST-1 e 的成分图，并且该研究仍然没有排除这颗行星可能是一颗没有空气的岩石的可能性。然而，这项研究已经排除了一些潜在的行星大气情景，并缩小了次生过程（如火山爆发）可能产生的大气条件范围。这些数据仍然没有排除这颗行星可能拥有地表海洋的可能性。
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光谱指纹
研究人员采用了一种称为透射光谱的技术。想象一颗恒星像一个明亮的舞台灯一样定位。当一颗行星从恒星前面经过时，它会过滤光线，就像一张有色纸放在舞台灯前面一样。就像我们可以通过观察有色纸如何影响光线来估计它的颜色和厚度一样，透射光谱可以通过行星如何改变星光来估算行星的大气层。
这些计算甚至可以扩展到评估大气中存在的分子。JWST 的范围比哈勃望远镜能够探测到更广波长范围和更高分辨率的这些分子。这些改进使团队能够评估常见的太阳系分子，如甲烷和二氧化碳。
“每个分子都有一个光谱指纹。你可以将你的观测结果与这些指纹进行比较，以找出可能存在的分子，”论文的第一作者、麻省理工学院天体物理学家Ana Glidden在新闻稿中说道。
宜居还是无空气？
光谱数据表明 TRAPPIST-1 e 没有富氢大气层——像金星或火星那样——但没有排除它拥有富氮大气层（像土星的卫星土卫六）的可能性。这项研究仍然保留了一系列条件，从舒适宜居的温室到光秃秃的冰球，这是恒星污染问题造成的结果。恒星污染是指观测到的恒星温度波动使透射光谱信号复杂化。
格利登在新闻稿中说：“恒星活动严重干扰了对数据的行星解释，因为我们只能通过星光观测到潜在的大气层。很难区分哪些信号来自恒星，哪些来自行星本身。”
尽管如此，研究人员还是能够消除一些这种噪声，这有助于缩小行星上潜在条件的范围。对 TRAPPIST-1 e 的进一步观测将是完善这些估算的关键。
麻省理工学院行星科学教授、该研究的合著者Sara Seager在新闻稿中说：“TRAPPIST-1e 仍然是我们最引人注目的宜居带行星之一，这些新结果让我们离了解它是一个什么样的世界更近了一步。排除金星和火星般大气层的证据，使我们对仍在发挥作用的情景有了更清晰的认识。”
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