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“韦布”揭秘“热门”星系

2023-03-29 中国科学报
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TRAPPIST-1系统中7颗行星示意图,TRAPPIST-1b(最左侧)离恒星最近。图片来源:NASA/JPL-Caltech

  近日,天文学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)证实,系外行星TRAPPIST-1b可能没有大气层。该研究结果3月27日发表于《自然》,开启了了解行星演化的新时代。

  研究人员使用这台望远镜研究了TRAPPIST-1b和它的6个“兄弟姐妹”,它们的大小与地球相当,围绕一颗距离地球12秒差距(39光年)的恒星运行。它们组成的系统是一个独特的实验室,可用于研究行星上的环境条件是如何产生的。

  去年11月和12月,JWST通过搜索TRAPPIST-1b的热辐射寻找大气层。美国宇航局(NASA)艾姆斯研究中心的天文学家Thomas Greene说,利用望远镜研究红外光的能力,“你可以测量行星的辉光”。

  JWST观测了TRAPPIST-1的中红外波长,从而观察其移动到恒星后方时辐射是如何变化的。通过测量并比较恒星和行星的亮度以及恒星单独的亮度,天文学家可以计算出有多少亮度来自行星。

  如果TRAPPIST-1b有大气层,它就会循环从恒星吸收的能量,并且看起来没有Greene和同事测量的那么亮。观测并没有发现行星上有任何二氧化碳,而JWST应该能够发现它。

  TRAPPIST-1b没有大气层并不奇怪,因为它接收的辐射是地球从太阳接收的辐射的4倍。TRAPPIST-1还受到恒星耀斑和其他活动的干扰,这些都会向行星发送辐射,可能冲走大气层。了解这些条件是至关重要的,因为M矮星——像TRAPPIST-1这样“凉爽”昏暗的恒星,经常有地球大小的行星围绕其运行。

  麻省理工学院的系外行星研究员Julien de Wit说,研究TRAPPIST-1系统的早期关键步骤是利用JWST的能力了解恒星本身。天文学家应该与JWST合作,使用多种技术研究TRAPPIST-1,以尽可能全面了解这颗恒星。否则,研究人员很难解释他们在行星观测中看到的情况,因为恒星活动可能会干扰这些测量结果。

  更多的发现肯定会到来。其他研究团队一直在使用JWST研究TRAPPIST-1b,以及星系中的其他行星。其中包括TRAPPIST-1b的邻居TRAPPIST-1c,这颗行星离它的母星足够近,JWST可以研究它的辉光。关于所有这些问题的研究预计很快就会发表。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/d41586-023-00876-7

打印 责任编辑:梁春雨

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