发现日：7颗地球大小的行星

这张图显示了TRAPPIST-1行星系统的外观，基于行星直径、质量和与主星距离的可用数据。天文学家将它们命名为TRAPPIST-1b、TRAPPIST-1c等行星。

五年前，天文学家发现了一个壮观的其他世界集合：TRAPPIST-1系统。

世界各地的报纸都在头版刊登了这一发现：天文学家发现一颗名为TRAPPIST-1的红矮星是一个由七颗地球大小行星组成的紧密家族的家园。美国国家航空航天局于2017年2月22日宣布了该系统。

利用地面和太空中的望远镜，科学家们揭示了在太阳之外发现的最不寻常的行星系统之一，并提出了一个诱人的问题：这些世界中有适合居住的吗？

五年后，这些行星仍然神秘莫测。自第一次宣布以来，随后的研究表明，TRAPPIST-1行星是岩石行星，它们的年龄几乎是我们太阳系的两倍，距离地球41光年。

但真正改变游戏规则的将是最近发射的詹姆斯•韦伯太空望远镜。韦布比以往任何一台太空望远镜都更大、更强大，他将在TRAPPIST-1行星上寻找大气层的迹象。

位于南加州的美国航空航天局喷气推进实验室外行星科学研究所经理肖恩•凯里说：“这些人甚至能够问到另一颗恒星周围的行星是否适合居住的问题，这让我难以置信。”凯里是利用现已退役的斯皮策太空望远镜的数据帮助发现一些TRAPPIST-1行星的团队的一员。

使用美国国家航空航天局的“外行星之眼”交互式可视化系统探索TRAPPIST-1系统，您可以近距离查看每颗行星的插图。来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院韦伯的主要目标是距离该恒星第四颗行星，名为TRAPPIST-1e。它正好位于科学家们所称的宜居带的中间，也被称为金发姑娘带。这是距离恒星的轨道距离，在该距离处，加热量足以使液态水进入行星表面。

尽管这些行星紧紧围绕着TRAPPIST-1，但这颗红矮星不仅比我们的太阳冷得多，而且还不到其大小的10%。（事实上，如果整个系统被放置在我们自己的太阳系中，它将位于我们最内层行星水星的轨道内。）

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搜索大气

宜居带只是第一道切口。一颗潜在的宜居行星也需要一个合适的大气层，而韦布，尤其是在其早期观测中，很可能只获得是否存在大气层的部分指示。

比利时列日大学天文学家Michaël Gillon是2017年揭示这七颗兄弟行星的研究的主要作者，他说：“这里的利害关系是首次对宜居带中地球大小的类地行星进行大气层表征。”

哈勃太空望远镜的测量增加了更多关于宜居性的信息。虽然哈勃望远镜没有能力确定这些行星是否具有潜在的宜居大气层，但它确实发现，其中至少有三颗行星——d、e和f——似乎没有我们太阳系中海王星等气态巨星的膨胀、氢主导的大气层。这样的行星被认为不太可能支持生命。

康奈尔大学的行星科学家尼古拉•刘易斯说，这就为“大气层支持地表液态水的潜力”留下了可能性。

Lewis是一个科学团队的成员，该团队将使用韦布望远镜在红外光中观察天空，在TRAPPIST-1e上寻找大气层的迹象，该望远镜的金发姑娘栖息在宜居带内。

她说：“希望我们能看到二氧化碳，这是一个非常强烈的特征，就在韦布（可以检测到）的波长上。”“一旦我们知道哪里有小东西在噪音之上达到峰值，我们就可以回去在那个区域进行更高分辨率的观察。”

TRAPPIST-1行星的大小也可能有助于加强宜居性，尽管这项研究远未得出结论。

它们不仅在直径上，而且在质量上都与地球相当。由于它们紧密地聚集在TRAPPIST-1周围，缩小行星的质量是可能的：它们肩并肩地挤在一起，相互推挤，使科学家能够根据这些引力效应计算出它们可能的质量范围。

康奈尔大学的Lewis说：“我们已经得到了一些关于它们大小、质量和半径的非常好的信息。”“这意味着我们知道它们的密度。”

这些密度表明，这些行星可能是由地球等类地行星中发现的物质组成的。

Lewis说，科学家们使用可能的行星大气层形成和演化的计算机模型，试图缩小其可能的组成，这对TRAPPIST-1行星至关重要。

她说：“TRAPPIST系统的伟大之处在于，它将使我们能够以任何一种方式完善这些模型——无论它们最终是贫瘠的岩石，还是潜在的宜居世界。”

对Gillon来说，该系统的另一大优点是TRAPPIST-1系统的覆盖范围。他说：“我在一些艺术作品中看到过TRAPPIST-1；我在音乐、科幻小说和漫画中看到过它。”“这真的是我们在这五年里所享受的。就像这个系统有自己的生命一样。”