科學家首次繪制出類地行星氣候圖

來源：科技日報

科技日報記者 張夢然

一個國際天文學家團隊首次繪制出距太陽系約39光年遠的類地行星的氣候圖。這項研究基于詹姆斯·韋布空間望遠鏡的觀測，聚焦于著名的TRAPPIST-1行星系統中最內側的兩顆行星。觀測結果表明，這兩顆行星的晝夜溫差均超過500℃，意味著它們很可能不存在大氣層。該成果已發表于新一期《自然·天文學》雜志。

備受天文界關注的“七兄弟”TRAPPIST-1系統于2016年被發現。該系統擁有7顆行星，其中多顆與地球質量相近，至少有3顆理論上位于其恒星的宜居帶內，這使得該系統成為研究行星演化與潛在宜居性的“天然實驗室”。

為紀念發現10周年，由瑞士伯爾尼大學和日內瓦大學學者主導并作為國家行星研究中心成員的國際團隊，利用韋布望遠鏡對最靠近恒星、受其影響最大的兩顆行星TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c進行了持續紅外觀測。通過連續60小時、覆蓋行星完整軌道的觀測，韋布精確測量了來自恒星及行星的光通量，首次繪制出此類行星的表面溫度地圖。

數據顯示，TRAPPIST-1b的白天面溫度超過200℃，夜晚面則低于-200℃；TRAPPIST-1c的白天面溫度接近100℃，夜晚面同樣極寒。如此懸殊的溫差表明，行星的晝夜兩面之間幾乎沒有熱量傳輸，這強有力地支持了它們缺乏一個能夠有效重新分配能量的大氣層。

這一發現與理論預測相符。TRAPPIST-1系統中的行星所圍繞的是一顆紅矮星，距離其極近的行星通常會被潮汐鎖定，即永遠以同一面朝向恒星。強烈的恒星輻射與粒子流可能剝離了內側行星原始的大氣層，而缺乏大氣層又導致了其極端的氣候。

這一結果也揭示了紅矮星周圍行星演化環境的嚴酷性。不過，天文學家強調，這并不意味著整個TRAPPIST-1系統都不具備宜居條件。正如在太陽系中，最靠近太陽的水星沒有大氣層，而更遠的金星和地球則擁有大氣層。該系統的外側行星，特別是位于宜居帶內的行星，很大可能保有大氣。目前，韋布太空望遠鏡已開始對位于宜居帶內的TRAPPIST-1e行星進行觀測，幫助人類更深入地理解行星的最終命運以及地外生命存在的可能性。