TRAPPIST-1行星的最新觀察引發(fā)了對恒星“污染”的擔(dān)憂

今年早些時候，詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡粉碎了銀河系中發(fā)現(xiàn)的最像地球的系外行星之一的生命希望。

TRAPPIST-1b，一個質(zhì)量是地球的1.4倍，半徑是地球的1.1倍的世界，只是40光年遠(yuǎn),沒有可檢測的氣氛保護它免受主星的灼熱輻射。

然而，使用中紅外光度觀測得出的這一發(fā)現(xiàn)并不出乎意料;這項研究更多的是在比我們通常做的溫度更低的情況下對一個更小的巖石世界進行仔細(xì)研究。

現(xiàn)在，新的JWST近紅外光譜觀測正在進行中 - 它們表明系外行星主星的行為可能會干擾我們對該系外行星進行精確測量的能力。

TRAPPIST-1b仍然不適合我們所知道的生命居住，請注意。但由蒙特利爾大學(xué)的天文學(xué)家奧利維亞·林（Olivia Lim）領(lǐng)導(dǎo)的這一發(fā)現(xiàn)表明，恒星污染可能會對與系外行星無關(guān)的分子產(chǎn)生錯誤檢測。

“我們的觀測沒有看到TRAPPIST-1 b周圍大氣的跡象。這告訴我們這顆行星可能是一塊裸露的巖石，大氣層高處有云層，或者有一種非常重的分子，如二氧化碳，使大氣太小而無法探測。天體物理學(xué)家瑞安·麥克唐納說密歇根大學(xué)。

“但我們確實看到的是，恒星絕對是主導(dǎo)我們觀測的最大影響，這將對系統(tǒng)中的其他行星做同樣的事情。

問題在于，恒星不只是一直以均勻的亮度坐在那里。星斑可導(dǎo)致變暗;光斑是明亮的斑點。恒星亮度的這些變化會對系外行星大氣的光譜觀測產(chǎn)生影響。

當(dāng)系外行星在我們和它的主星之間凌日時，就會進行這樣的觀測。這會導(dǎo)致恒星的光線微微變暗;但是一些星光穿過行星盤邊緣周圍的系外行星大氣層。

科學(xué)家可以尋找系外行星凌日時光譜的變化，并利用這些變化來尋找吸收和重新發(fā)射特定波長光的分子的特征。

如果恒星的光芒從未改變，那將很容易。但研究人員發(fā)現(xiàn)，恒星活動會嚴(yán)重污染光譜觀測。

“除了來自恒星斑點和光斑的污染外，我們還看到了恒星耀斑，這是一種不可預(yù)測的事件，在此期間恒星看起來更亮了幾分鐘或幾小時。林 說.

“這種耀斑影響了我們對行星阻擋光量的測量。恒星活動的這種特征很難建模，但我們需要考慮它們，以確保我們正確解釋數(shù)據(jù)。

該團隊對恒星污染進行了建模，然后對數(shù)據(jù)進行了兩次分析：第一次去除了恒星污染，第二次完好無損。兩個結(jié)果看起來非常相似;也就是說，帶有TRAPPIST-1b的頻譜與沒有TRAPPIST-1b的頻譜或多或少相同。

這證實了早期的中紅外光度測量結(jié)果，該結(jié)果顯示系外行星沒有大氣層。但該團隊的工作也表明，在分析數(shù)據(jù)之前考慮恒星污染的重要性。

這是一件好事，現(xiàn)在想通了。TRAPPIST-1系統(tǒng)有七顆系外行星，其中三個位于恒星的宜居帶 - 在一個很好的溫帶距離，對于我們所知道的生命來說，既不太熱也不太冷。JWST尚未研究這些宜居帶世界，但現(xiàn)在我們知道恒星污染可能會扭曲結(jié)果，科學(xué)家們可以考慮到這一點。

“鑒于缺乏恒星模型保真度，”研究人員得出結(jié)論，“需要對主星進行額外的理論工作和/或觀測，以便更好地約束恒星污染對未來透射光譜的貢獻。

該研究已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快報.

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