在浩瀚宇宙中,一个距离地球约39光年的行星系统正吸引着全球天文学家的目光。由瑞士伯尔尼大学与日内瓦大学学者领衔的国际团队,利用詹姆斯·韦布空间望远镜对TRAPPIST-1系统中最靠近恒星的两颗行星展开深入研究,首次绘制出它们的表面温度分布图,为探索系外行星气候演化提供了关键线索。
这个被天文学界称为"七兄弟"的行星系统自2016年发现以来便备受瞩目。其七颗行星中有多颗质量与地球相近,其中三颗位于理论上的宜居带范围内。研究团队选择对最内侧的TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c进行持续60小时的红外观测,覆盖了行星的完整公转周期。通过精密测量恒星与行星的光通量变化,科学家成功构建出这两颗行星的昼夜温度模型。
观测数据显示,TRAPPIST-1b的向阳面温度高达200℃以上,背阳面则骤降至-200℃以下;TRAPPIST-1c的昼夜温差同样超过200℃,向阳面接近100℃而背阳面极端寒冷。这种剧烈的温度差异表明,行星表面缺乏有效的大气环流来重新分配热量。研究负责人解释称:"如果存在稠密大气层,昼夜温差不会如此悬殊,热量会通过大气运动在行星两侧传递。"
这一发现与理论模型高度吻合。TRAPPIST-1系统的中心恒星是颗红矮星,其内侧行星因距离恒星过近已被潮汐锁定——永远以同一面朝向恒星。持续的恒星辐射和带电粒子流可能早已剥离了这些行星的原始大气,而大气层的缺失又进一步加剧了气候极端化。研究团队通过计算机模拟证实,在红矮星强烈的恒星风作用下,质量较小的行星确实难以维持大气层。
尽管内侧行星的环境异常严酷,科学家强调这并不否定整个系统的宜居可能性。正如太阳系中水星没有大气层而地球却生机盎然,TRAPPIST-1系统外侧的行星可能拥有不同的演化路径。目前,韦布望远镜已将观测目标转向位于宜居带内的TRAPPIST-1e,这颗行星的质量与地球相近且可能保有大气层。持续的红外观测将帮助科学家分析其大气成分,评估地表存在液态水的可能性。
这项研究不仅深化了人类对红矮星系统行星演化的认知,也为寻找地外生命提供了重要参照。随着观测技术的进步,天文学家正逐步揭开系外行星的神秘面纱,这些遥远世界的气候特征、地质活动乃至生命迹象,都将重新定义人类对宇宙宜居性的理解。










