英国布里斯托大学团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)的最新观测数据,为距离地球40光年的类地系外行星TRAPPIST-1e带来了关于宜居性的重要新证据。初步结果表明,尽管该行星可能已失去原始大气层,但仍可能拥有由二氧化碳等气体组成的“第二代大气”,这为液态水的存在以及潜在的生命探索带来了新的希望。研究通过JWST的先进近红外光谱仪(NIRSpec)精密测量行星凌星时的恒星光谱,分析大气成分和温室效应,并排除了以氢为主的原始大气层。最新成果已发表在《天体物理杂志快报》上。
🔭 **TRAPPIST-1e或拥有“第二代大气”,液态水存在可能性增加**:借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)的最新观测,科学家们发现类地系外行星TRAPPIST-1e可能已失去其原始大气层,但仍有可能保留由二氧化碳等气体组成的“第二代大气”。这种大气成分的温室效应有助于维持行星表面的液态水,为探索系外生命的存在提供了新的关键线索。研究排除了该行星拥有以氢为主的原始大气层的可能性,因为TRAPPIST-1红矮星的磁暴和辐射容易剥离这类大气。
✨ **JWST的先进观测技术为系外行星研究带来突破**:通过JWST先进的近红外光谱仪(NIRSpec),研究团队能够在行星凌星时精密测量恒星光谱,从而深入分析TRAPPIST-1e大气层的具体组成成分以及是否存在温室效应。这种前所未有的红外细节分析能力,使得对该行星大气环境和表面条件的理解更加深入,为评估其宜居性奠定了坚实的基础,并对其他系外行星的研究也具有重要意义。
🌍 **TRAPPIST-1e的宜居性仍面临挑战,但仍具希望**:尽管TRAPPIST-1e具备了可能存在液态水的条件,但其宜居性仍面临不确定性。TRAPPIST-1作为一颗活动频繁的红矮星,其强烈的辐射可能对行星大气和生命构成威胁。此外,该行星系统中的所有行星都处于潮汐锁定的状态,导致表面温差极大,这增加了宜居区的复杂性。尽管如此,理论分析表明,即使二氧化碳浓度不如金星浓厚,TRAPPIST-1e仍有机会形成区域性液态水环境,如全球性海洋或“永昼区”的液态水。
🤝 **多国科学家合作,推动系外行星研究新进展**:此项研究隶属于JWST-TST DREAMS国际合作计划,汇集了来自英国、美国、印度等国的三十余位科学家。该计划专注于突破性的系外行星成分检测,此次对TRAPPIST-1e的研究便是其中的重要成果。科学家们正通过JWST的观测数据,不断推进对系外行星气候、成分以及宜居条件的理解,为人类探索宇宙中其他潜在生命提供宝贵信息。
得益于英国布里斯托大学团队主导的国际合作,借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)最新观测,首次为距离地球40光年的类地系外行星TRAPPIST-1e带来了更明晰的宜居性证据。目前初步结果显示,该行星虽已失去原始大气层,但或许仍保有第二代大气,这意味着其表面有存在液态水的可能,为系外生命探索带来了新希望。

这幅TRAPPIST-1星系的艺术概念图中,位于右下角的类地系外行星TRAPPIST-1 e正从其耀斑母星前方掠过,形成剪影效果。图片来源:NASA、ESA、CSA、J. Olmsted(STScI)
该课题组借助JWST的先进近红外光谱仪(NIRSpec),在行星凌星时精密测量恒星光谱,分析大气组成及可能存在的温室效应成分。最新成果已于2025年9月初在《天体物理杂志快报》上发表两篇论文。
项目成员、布里斯托大学天体物理副教授Hannah Wakeford表示:“JWST首批四次观测帮助我们细化了此前哈勃数据,并初步捕捉到可能的大气线索,但目前尚不能完全排除其大气缺失的可能。”她补充,“红外仪器为我们揭示了前所未有的细节,使对大气环境及表面条件的理解更加深入,为生命存在的可能性创造了基础。”
研究还排除了该行星拥有以氢为主的原始大气层的可能性。由于TRAPPIST-1是一颗活动频繁的红矮星,磁暴和辐射容易剥离外围氢氦大气。目前推测,若存在大气,很可能是类似地球那样由二氧化碳及其它气体组成的“第二代气氛”,相关温室效应则有助维持液态水稳定。
理论分析认为,虽然TRAPPIST-1e的二氧化碳浓度不大可能如金星般浓厚,但仍有机会形成区域性液态水环境,如覆盖表面的全球性海洋,或者存在于恒星直射面而四周被冰雪覆盖的“永昼区”。由于该系统的行星皆潮汐锁定,表面温差极大,也增加了宜居区的不确定性。
后续,研究团队还将展开更多相邻行星的数据对比,力图揭开更完整的气候与成分谜团。主要成员之一、美国空间望远镜科学研究所的Néstor Espinoza博士表示:“JWST带来的前所未有的红外细节,让我们对TRAPPIST-1e首批大气成分有了清晰轮廓,后续观测将极大推进对宜居行星生态条件的理解。”
本项目隶属于JWST-TST DREAMS国际合作计划,由康奈尔大学Nikole Lewis副教授领衔,集结了英美印等国三十余位科学家,涉及诸多系外行星的突破性成分检测。
编译自/ScitechDaily