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TRAPPIST-1系统里有两颗行星,大小和质量都跟地球差不多,绕着同一颗恒星转

TRAPPIST-1系统里有两颗行星,大小和质量都跟地球差不多,绕着同一颗恒星转。TRAPPIST-1b白天那面的温度超过200℃,TRAPPIST-1c白天接近100℃,两颗行星夜晚那面都低于零下200℃,昼夜温差最高超过500℃。

更离谱的是,它们根本没有“白天”和“夜晚”的轮换。这两颗行星永远用同一面朝着恒星,一面是永恒的烈日,一面是永恒的黑夜。

这是詹姆斯·韦布空间望远镜连续盯了60个小时拍出来的结果,人类第一次画出了地球大小系外行星的气候地图。一个包括瑞士伯尔尼大学和日内瓦大学在内的国际团队把成果发在了《自然·天文学》上。

TRAPPIST-1是一颗红矮星,比太阳小得多,也冷得多。这类恒星占了银河系全部恒星的75%以上。2017年确认它拥有7颗行星之后,这个系统立刻成了天文学的明星实验室:同一颗恒星,7颗行星,其中至少3颗落在宜居带里,表面温度理论上允许液态水存在。如果红矮星周围的行星能孕育生命,那整个银河系的生命版图将彻底改写。

韦布望远镜这次瞄准的是离恒星最近的两颗,TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c。它们距离恒星太近,潮汐力把自转和公转锁死了,就像月球永远只把一面对着地球一样。一颗行星的同一面永远被恒星炙烤,另一面永远背对恒星,陷入黑暗。

如果这两颗行星有大气层,情况会好很多。大气能把热量从白天那面搬运到黑夜那面,就像地球上的风把赤道的热量往两极输送。有了这层气体缓冲,昼夜温差会大幅缩小,整颗行星的温度变得温和。

但韦布望远镜测到的温差是500℃以上。

热过不去,往往就是没空气可传。

两个半球各过各的,热量几乎完全没有从白天那面转移到黑夜那面。这两颗行星没有像样的大气层。如果它们在形成之初曾经拥有大气,那些气体早就被恒星剥光了。

红矮星虽然温度低,脾气却很暴。它们会频繁爆发强烈的紫外辐射和高能粒子流,对近距离行星的大气层构成持续轰击。TRAPPIST-1b和1c恰好首当其冲,它们的遭遇支持了天文学家长期以来的担忧:红矮星的暴烈活动很可能会严重侵蚀近距离行星的大气层。

太阳系提供了一个现成的参照。水星离太阳最近,没有大气层;稍远一些的金星和地球都保住了自己的大气。TRAPPIST-1系统的情况可能类似,内侧两颗行星裸露着岩石表面,不代表外侧的行星也一样。研究团队的理论模型显示,距离恒星更远的行星完全有可能在辐射轰击下幸存,保住大气。

韦布望远镜现在已经把镜头转向了TRAPPIST-1e,这颗行星正好落在宜居带内。60小时的观测证明了最近的两颗行星是光秃秃的岩石世界,接下来的数据将揭示,在同一颗恒星的庇护下,稍远一点的地方,是否藏着一个截然不同的故事。

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图为TRAPPIST-1系统示意图,韦布望远镜发现离恒星最近的两颗行星没有大气层,图源:NASA/R. Hurt/T. Pyle

信源:"Between eternal night and day, the faces of two cousins of Earth", phys.org, April 13, 2026