這幅TRAPPIST-1紅矮星的藝術再現展示了它非常活躍的本性。這顆恒星似乎有許多恒星斑(其表面較冷的斯韋區域，類似于太陽黑子)和耀斑。伯太系外行星TRAPPIST-1 b是空望離系統中央恒星最近的行星，可以在前景中看到，遠鏡沒有明顯的拍攝大氣。在恒星右側的詹姆張背景中可以看到系外行星TRAPPIST-1 g，它是斯韋該系統可居住帶中的行星之一。TRAPPIST-1系統包含七顆地球大小的伯太系外行星。鳴謝:uux.cn/蒙特利爾大學benot Gou geon
（神秘的空望地球uux.cn）據密歇根大學（摩根·舍伯恩）：在一個名為TRAPPIST-1的太陽系中，距離太陽40光年，遠鏡7顆地球大小的拍攝行星圍繞著一顆冷恒星旋轉。
天文學家從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)獲得了TRAPPIST-1 b的詹姆張新數據，TRAPPIST-1 b是斯韋Trapp ist-1太陽系中離其恒星最近的行星。這些新的伯太觀測提供了關于它的恒星如何影響冷恒星可居住區系外行星觀測的見解。在可居住區，液態水仍然可以存在于軌道行星的表面。
該小組包括密歇根大學天文學家和美國宇航局薩根研究員瑞安·麥克唐納，他們在《天體物理學雜志快報》上發表了這項研究。
麥克唐納說:“我們的觀察沒有看到TRAPPIST-1 b周圍有大氣層的跡象。這告訴我們，這顆行星可能是一塊裸露的巖石，在大氣層的高處有云，或者有像二氧化碳這樣的非常重的分子，使大氣層小到無法探測。”“但我們確實看到的是，這顆恒星絕對是主導我們觀察的最大影響，這將對系統中的其他行星做完全相同的事情。”
該團隊的大部分調查都集中在他們能夠了解多少關于這顆恒星對TRAPPIST-1系統行星觀測的影響。
“如果我們現在不知道如何處理這顆恒星，當我們觀察可居住區的行星——Trapp ist-1d，e和f——時，將很難看到任何大氣信號，”麥克唐納說。
一個有希望的系外行星系統
TRAPPIST-1是一顆比我們的太陽小得多、冷得多的恒星，距離地球約40光年，自2017年發現七顆地球大小的系外行星以來，它吸引了科學家和太空愛好者的注意。這些世界緊緊圍繞著他們的恒星，其中三個位于其可居住區內，這激發了人們在太陽系之外尋找潛在可居住環境的希望。
由蒙特利爾大學Trottier系外行星研究所的Olivia Lim領導的這項研究使用了一種稱為透射光譜的技術來獲得對TRAPPIST-1 b屬性的重要見解。通過分析中心恒星在凌日期間穿過系外行星大氣層后的光線，天文學家可以看到在大氣層內發現的分子和原子留下的獨特指紋。
U-M大學天文學教授邁克爾·邁耶說:“這些觀測是利用JWST上的尼里斯儀器進行的，該儀器是由蒙特利爾大學的雷尼·多永領導的國際合作項目建造的，由加拿大航天局贊助，歷時近20年。”。“很榮幸能夠參與這一合作，并且非常興奮地看到像這樣的結果，這些結果描述了來自NIRISS這一獨特能力的鄰近恒星周圍的不同世界。”
了解你的恒星，了解你的星球
這項研究的關鍵發現是，在試圖確定系外行星的性質時，恒星活動和污染的重大影響。恒星污染是指恒星自身特征對系外行星大氣測量的影響，如稱為斑點的黑暗區域和稱為光斑的明亮區域。
研究小組發現了令人信服的證據，表明恒星污染在形成TRAPPIST-1 b的透射光譜方面起著至關重要的作用，很可能也在形成該系統中其他行星的透射光譜方面起著重要作用。中央恒星的活動可以產生“幽靈信號”，這種信號可能會欺騙觀測者，讓他們認為他們在系外行星的大氣中探測到了一種特定的分子。
這一結果強調了在規劃所有系外行星系統的未來觀測時考慮恒星污染的重要性。對于像TRAPPIST-1這樣的系統來說尤其如此，因為它圍繞著一顆紅矮星，這顆紅矮星可能特別活躍，有恒星斑點和頻繁的耀斑事件。
“除了來自恒星斑點和光斑的污染，我們還看到了恒星耀斑，這是一種不可預測的事件，在這期間恒星看起來會亮幾分鐘到幾小時，”Lim說。“這次耀斑影響了我們對被行星阻擋的光量的測量。恒星活動的這種特征很難建模，但我們需要解釋它們，以確保我們正確地解釋數據。”
MacDonald在模擬恒星的影響和搜索團隊觀測中的大氣方面發揮了關鍵作用，他運行了一系列數百萬個模型，以探索冷恒星斑點、熱恒星活動區域和行星大氣的全方位屬性，這些屬性可以解釋天文學家看到的JWST觀測。
TRAPPIST-1 b上沒有明顯的大氣
雖然TRAPPIST-1的所有七顆行星都是尋找有大氣層的地球大小的系外行星的誘人候選人，但TRAPPIST-1 b靠近其恒星意味著它發現自己比它的兄弟姐妹處于更惡劣的條件下。它接受的太陽輻射是地球的四倍，表面溫度在120到220攝氏度之間。
然而，如果TRAPPIST-1 b有大氣層，它將是系統中所有目標中最容易探測和描述的。由于TRAPPIST-1 b是離其恒星最近的行星，因此是系統中最熱的行星，它的過境產生了更強的信號。所有這些因素使得TRAPPIST-1 b成為一個關鍵的，但具有挑戰性的觀測目標。
為了解釋恒星污染的影響，該小組進行了兩次獨立的大氣反演，這是一種基于觀測確定TRAPPIST-1 b上存在的大氣類型的技術。在第一種方法中，恒星污染在數據被分析之前就被去除了。在MacDonald進行的第二種方法中，恒星污染和行星大氣被同時建模和擬合。
在這兩種情況下，結果表明TRAPPIST-1 b的光譜可以很好地與模擬的恒星污染相匹配。這表明沒有證據表明這顆行星上有重要的大氣層。這樣的結果仍然非常有價值，因為它告訴天文學家哪些類型的大氣與觀察到的數據不一致。
基于他們收集的JWST觀測數據，Lim和她的團隊探索了TRAPPIST-1 b的一系列大氣模型，檢查了各種可能的成分和場景。他們發現，無云、富含氫氣的大氣層被高度排除在外。這意味著在TRAPPIST-1 b周圍似乎沒有清晰的、延伸的大氣。
然而，這些數據不能肯定地排除較薄的大氣層，如由純水、二氧化碳或甲烷組成的大氣層，也不能排除類似于土衛六的大氣層，土衛六是土星的一個衛星，也是太陽系中唯一一個有重要大氣層的衛星。這些結果是TRAPPIST-1行星的第一個光譜，與之前JWST用MIRI儀器以單色觀察TRAPPIST-1 b的晝側基本一致。
隨著天文學家繼續探索浩瀚太空中的其他巖石行星，這些發現將為JWST和其他望遠鏡的未來觀測計劃提供信息，有助于更廣泛地了解系外行星大氣層及其潛在的可居住性。