梦碎？TRAPPIST-1d 大气层缺席

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翻译：杨承霖

校对：牧夫天文校对组

后期：王启儒

责任编辑：王启儒

原文发布于 space.com

最新的詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）观测显示，环绕红矮星 TRAPPIST-1 的行星 TRAPPIST-1d 不具备类似地球的大气层，这一发现让它从潜在的“地球孪生”候选名单中被排除。

两个恒星系统对比。

Credit: space.com

TRAPPIST-1 系统有七颗大小接近地球的行星，一直被视为寻找宜居世界的热门目标。此前，JWST 已经在系统中最靠近恒星的两颗行星（TRAPPIST-1b 和 TRAPPIST-1c）上未能找到大气痕迹。如今，最新结果显示第三颗行星 TRAPPIST-1d 也没有检测到明显的大气成分。

天文学家使用 JWST 的近红外光谱仪（NIRSpec）进行传输光谱学观测——当行星凌越恒星时，大气中的分子会吸收部分恒星光线，从而在光谱中留下特征。

然而，在 TRAPPIST-1d 上并未检测到水、甲烷或二氧化碳的吸收特征。这些气体是地球大气的关键组成部分，能够通过温室效应保持行星足够温暖以支持液态水。研究负责人 Caroline Piaulet-Ghorayeb（芝加哥大学/蒙特利尔大学 IREx）表示，这可能意味着：

1.行星拥有极其稀薄的大气（类似火星）；

2.大气中存在高厚度的云层，遮蔽了光谱特征（类似金星）；

3.或者它可能是一块几乎没有大气的裸岩行星。

艺术概念图。
Credit: space.com

TRAPPIST-1 是一颗活跃的红矮星，经常爆发强烈的耀斑与辐射。这些辐射可能在漫长的时间里逐步剥离行星大气。科学家认为，这或许正是 TRAPPIST-1b、c、d 接连缺乏大气的原因。

TRAPPIST-1d位于系统“宜居带”的内缘，本被认为是最有希望的目标之一。如今的结果无疑是一个打击。不过，体系中仍有四颗行星（e、f、g、h）值得研究，其中 e 与 f 位于宜居带中部，g 在外缘，而 h 则可能过于寒冷。

Piaulet-Ghorayeb 强调：“希望并未完全破灭。虽然我们没有在 d 上看到明显的大气信号，但外侧行星仍有可能保留大量水与其他气体成分。”探测外侧行星的大气难度更大，因为它们距离恒星更远、光谱信号更弱，甚至可能超出 JWST 的能力范围。未来，欧洲航天局将在 2026 年发射 PLATO 任务，进一步搜寻宜居带内的岩石行星。

这项研究成果已于 2025 年 8 月 13 日发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。

『天文湿刻』 牧夫出品

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Credit: NASA

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