迄今為止最類地的行星可能是在 40 光年外發現的

TRAPPIST-1 系統中的世界之一，距離這里只有 40 光年只可能籠罩在維持生命的氛圍中。

在令人興奮的新 JWST 觀測中，地球大小的系外行星 TRAPPIST-1e 顯示出與我們相似的氣態包層的跡象，這種包層可以促進表面的液態水。

盡管這次探測是模棱兩可的，需要廣泛的后續行動才能找出交易是什么，但這是天文學家在尋找第二個地球的過程中最接近的一次。

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“TRAPPIST-1e 仍然是我們最引人注目的宜居帶行星之一，這些新結果讓我們離了解它是什么樣的世界更近了一步，”天文學家薩拉·西格爾說麻省理工學院（MIT）的合著者，是詳細說明研究結果的兩篇論文之一的合著者。

“指向遠離金星和火星大氣層的證據使我們更加關注仍在發揮作用的情景。”

一位藝術家對 TRAPPIST-1 系統世界的插圖，與地球進行比較。(ESO/M. Kornmesser)

在尋找太陽系以外的宜居世界時，地球是天文學家的藍圖。這是因為，在整個宇宙中，地球仍然是我們唯一知道生命已經出現和繁衍生息的世界。

科學家們尋找的一個主要類地特征是容納液態水的能力——一種對生化過程絕對至關重要.這意味著第一步是找到與主恒星保持適當距離的系外行星，這些系外行星占據了一個水在極冷下既不會結冰也不在極熱下蒸發的區域。

2016年宣布，因此，TRAPPIST-1 系統的發現立即令人興奮。這顆紅矮星擁有七顆具有巖石成分的系外行星（與氣體或冰巨星相反），其中幾顆位于恒星的宜居液態水區。

但還有更多標準需要滿足。為了使液態水保持液態而不是像在宜居溫度的真空中那樣升華，它需要一種大氣來保持穩定。

對于 TRAPPIST-1 系統來說，這就是它變得有點棘手的地方。紅矮星比太陽等恒星冷得多，這使得它們的宜居帶更近。紅矮星也比類太陽恒星活躍得多，耀斑活動猖獗，科學家們推測，可能剝離了附近的任何行星大氣層。

TRAPPIST-1 世界與太陽系之間的比較，包括大小、密度和輻射。(美國宇航局/噴氣推進實驗室加州理工學院)

對 TRAPPIST-1d 的仔細觀察是恒星宜居帶中的另一個世界之一，有沒有出現任何氣氛的痕跡.但 TRAPPIST-1e 的位置更舒適一些，距離恒星稍遠。

由太空望遠鏡科學研究所（STScI）的天文學家 Néstor Espinoza 和美國約翰霍普金斯大學的 Natalie Allen 領導的一個團隊使用 JWST 研究了 TRAPPIST-1e 在 TRAPPIST-1e 穿過其表面時發出的星光。該團隊尋找的變化不僅可以表明大氣層的存在，還可以表明大氣層是由什么組成的。

由麻省理工學院的天體物理學家安娜·格利登（Ana Glidden）領導的第二個團隊隨后解釋了結果，以找出它們可能意味著什么。

該團隊收集了四次凌日并開始分析數據——這一過程因需要更正而變得復雜引入的任何污染物通過恒星的活動。

結果幾乎令人沮喪地模棱兩可，提供了足夠的動力來進一步研究。

“我們看到了兩種可能的解釋，”天體物理學家瑞安·麥克唐納說英國圣安德魯斯大學。“最令人興奮的可能性是 TRAPPIST-1e 可能具有含有氮氣等重氣體的所謂二次大氣。但我們的初步觀測還不能排除沒有大氣層的裸露巖石。

TRAPPIST-1e 光譜與大氣層（藍色）和裸露行星（橙色）模型的對比。（美國宇航局、歐空局、CSA、STScI、約瑟夫·奧姆斯特德/STScI）

如果這顆系外行星確實有大氣層，格利登和她的同事已經邁出了確定其中可能存在什么的第一步。

當星光穿過行星大氣層時，某些波長可以被構成其氣體的原子和分子吸收和重新發射。通過尋找光譜中較暗和較亮的部分，科學家可以弄清楚這些原子和分子是什么。

結果偏離了高濃度的二氧化碳，這將排除類似于金星和火星.結果也不有利于富含氫同位素氘、強二氧化碳和甲烷元素的大氣。

然而，該光譜與富含分子氮的大氣一致，含有微量二氧化碳和甲烷。

這非常誘人。地球的大氣層是大約 78% 的分子氮.如果結果能夠得到驗證，TRAPPIST-1e 可能是迄今為止發現的最像地球的系外行星。那可不是一個小的如果雖然。幸運的是，更多的 JWST 觀測正在醞釀中，研究人員應該能夠很快驗證或排除大氣層。

“我們真的仍處于學習我們可以用韋伯做什么樣的驚人科學的早期階段。測量 40 光年外地球大小行星周圍星光的細節并了解那里可能是什么樣子，如果那里有可能存在生命，真是令人難以置信。格利登說.

“我們正處于一個探索的新時代，成為其中的一部分非常令人興奮。”