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特拉普斯特

 singer0852 2021-11-28

在七颗行星的特拉普斯特-1系统中,最大的一颗行星拥有一种随时间演化而形成的大气层,而不是与其一起形成的大气层。

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美国宇航局哈勃太空望远镜的观测显示,这颗行星的大气层不同于其新生的环境,这意味着它很可能是一个岩石世界,类似于该系统中的其他星球。

马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的研究人员汉娜·韦克福德在接受Space.com网站采访时说:“这种大气层不是它一出生就有的。”出生时的大气中富含氢,但研究人员没有发现。相反,“它被不同的过程改变了,”韦克福德说。大气和地质活动可能在这些变化中发挥了重要作用。[系外行星之旅:与TRAPPIST-1的7颗地球大小的行星相遇]

韦克福德和她的同事利用哈勃望远镜研究了这颗恒星的第六颗行星——trappist - 1g。他们之前探测了前五颗行星的大气层,通过字母b到f来识别,发现所有五颗行星都缺乏表明气体巨星的巨大的氢大气层,这使得它们更有可能是岩石。他们之前的研究不够精确,无法确定TRAPPIST-1 g是否携带其原始大气。

“G是最后一个问号,”韦克福德说。就像它的兄弟姐妹一样,它没有包含原始的气氛。它有一个进化的大气层。

通过研究这颗恒星作为一个独立的行星在它的系统中通过它与地球之间,天文学家能够检查恒星的温度是如何变化的。通过研究这颗恒星作为一个独立的行星在它的系统中通过它与地球之间,天文学家能够检查恒星的温度是如何变化的。今年1月,她在西雅图举行的美国天文学会冬季会议上公布了这一结果。

2016年,智利凌日行星和星子小型望远镜(TRAPPIST)的天文学家宣布,他们在暗淡的恒星TRAPPIST-1周围发现了三颗行星。一年之内又发现了4个世界,使总数达到7个。所有的行星都位于其恒星的可居住区域内,也就是液态水能够存在于行星表面的区域。TRAPPIST-1距离地球只有40光年,它包含了已知的单颗恒星可居住区域内最多的行星。

TRAPPIST-1 g是世界上最大的行星,据估计它的质量大约是地球的1.1倍。

如果这些行星是气态巨行星,它们将保留原来富含氢的大气层。相反,岩石世界有能力改变它们的大气层。碳的运动在大气的演化中起着关键的作用。熔化的地幔岩浆将碳困在地表之下。当岩浆向地表移动时,压力的降低使得碳以气体的形式逸出。在地球上,被捕获的碳酸盐以二氧化碳的形式释放出来。二氧化碳是一种温室气体,通过吸收太阳的热量使地球变暖。过去的研究表明,像火星和月球这样的星球也可以捕获富含碳的物质以及其他元素,并将它们以气态释放到大气中。

也被称为红矮星,像TRAPPIST-1这样的M矮星构成了星系中恒星数量最多的星系。一些研究表明每四颗恒星中有三颗可能是M矮星。这些长寿的恒星比类太阳恒星更冷更暗,但它们也异常活跃,强大的耀斑和火山爆发将其行星上的辐射浇灭。

它们的低温也会在寻找生命的过程中造成问题。小质量M矮星的大气层中有云,甚至有水蒸气,就像最大的行星一样。这些分子可以为天文学家提供虚假信号,让他们研究环绕它们运行的星球的大气层。

当一颗行星从它的恒星和地球之间经过时,天文学家可以研究穿过它的天空的光来解开行星大气的一些秘密。因为它们携带水分子,M矮星可以使这一过程更具挑战性;很难确定表明水存在的信号是来自行星还是恒星。

韦克福德说:“因为这颗恒星有这些特征,这意味着你所进行的测量,不能百分之百地确定你所测量的不是这颗恒星。”“你必须能够排除恒星的存在以及它对这些行星的影响。”

为了帮助清理这些混乱,韦克福德和她的同事们开发了一种清除恒星污染的方法。首先,他们对TRAPPIST-1进行了深入研究,考察了恒星在不同位置的温度变化情况。

“恒星本身是三种不同温度的混合物,”韦克福德说。一般来说,这颗恒星相对较冷,三分之一的恒星表面覆盖着温度稍高的2726摄氏度(4940华氏度)的区域。在5526摄氏度(9980华氏度)的温度下,只有不到3%的恒星被极端热点所覆盖。

这是因为TRAPPIST-1被Wakeford说的比太阳上发现的更小更暗的恒星所覆盖。

韦克福德说:“斑点的分布就像盐和胡椒,到处都是斑点,而且分布均匀。”

通过研究这颗恒星作为一个独立的行星在它的系统中通过它与地球之间,天文学家能够检查恒星的温度是如何变化的。

我们实际上可以利用这颗行星来探测恒星的温度特性。”

有了这些信息,天文学家们随后研究了这颗行星本身的大气层,确信他们能够解释来自这颗恒星的分子信号。他们排除了g周围巨大而浮肿的氢大气,这可能意味着g是一个气体巨行星,而不是一个岩石世界,它的空气已经被地质和大气过程改变了。

韦克福德说:“这确实导致了这个星球真正的陆地性质。”

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